Плазмохимический синтез и физико-химические свойства наноразмерного нитрида бора

• Автор: Милеев, Марк Александрович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 117 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Состояние проблемы

1.2. Экспериментальные методы получения неуглеродных

нанотрубок

а. Дуговой метод синтеза

б. Лазерный метод синтеза.

в. Пиролитический метод синтеза.

г. Реакции замещения

д. Другие методы

1.2. Теоретические модели и компьютерное моделирование
структуры и свойств наноразмерных частиц на основе бора
а. Наночастицы на основе бора.
б. Модели нанотрубок, состоящих из атомов В, С,
1.3. Модели гибридных наноразмерных структур.
Глава 2. Методическая часть
2.1. Методика электродугового синтеза паноразмерного
нитрида бора
2.1.2. Конструкционные особенности комбинированного
электрода
2.1.3. Характеристики процесса распыления.
2.2. Экспериментальные методы исследования полученных
веществ.
2.2.1. Метод дифракции рентгсновских лучей
2.2.2. Метод просвечивающей электронной микроскопии
2.2.3. Электронографический метод.
2.2.4. Метод ИК спектроскопии.
2.2.5. Термогравиметрические измерения
2.3. Теоретические методы определения параметров
наночастиц.
Глава 3. Обсуждение результатов.
3.1. Экспериментальные исследования полученных
веществ
3.2. Теоретическое исследование структур нитрида бора
Основные результаты и выводы.
Список литературы


Сообщается о возможности получения наноконусов 4, которые применяются в атомносиловой микроскопии. Ряд работ посвящен получению полых фуллереноподобных частиц 5 6. Применение различных форм наноструктурного нитрида бора чрезвычайно разнообразно. Широкое применение наноструктурных материалов в различных технологических процессах сдерживается низкой производительностью методов их получения. В связи с этим актуальной задачей в настоящее время является создание эффективных методов синтеза подобных структур. Эта задача тесно связана с исследованием процессов образования наночастиц и изучением их индивидуальных свойств различными физикохимическими методами. Работа выполнена в соответствии с научным направлением Института химии растворов РАН Химия и физикохимия расгворов, теоретические основы химикотехнологических процессов в жидких средах по теме Электрохимические процессы в конденсированных ионных средах госрегистрации . Цели и задачи работы. Научная новизна. В работе предложен новый подход к использованию метода дугового испарения реагентом для синтеза неорганических наноструктурных соединений. Впервые на основе плазмохимического метода с применением недорогих и доступных реагентов меламина, мочевины, циануровой и борной кислот, допирующих углеродный анод, получены химические соединения, содержащие наноструктурные частицы карбонитрида и нитрида бора. Применение контролируемого термического окисления позволило получить наноструктурный нитрид бора с остаточным содержанием углерода. Ранее такой подход для синтеза наночастиц карбонитрида и нитрида бора не применялся. Но результатам анализа электронномикроскопических исследований впервые обнаружено, что сконденсировавшееся после дугового испарения вещество представляет собой смесь из сферических наночастиц и трубок наноразмерного диаметра. С использованием программы ОАиАМ 7 методами ХартриФока и функционала электронной плотности ЭРТВУУЫ проведено систематическое теоретическое исследование малых кластеров нитрида бора ВХЫХ с постепенным наращиванием их размера х1, ,, . Впервые на основе квантовохимических расчетов сделан вывод о возможной олигомеризации нитрида бора, то еегь можно ожидать одновременное сосуществование различных форм наночастиц среди наноразмерных структур с числом атомов болсс предпочтительно образование наночастиц каркасного типа. Научная и практическая значимость. Практическим результатом работы является разработка и реатизация методики получения наноструктурного нитрида бора. Актор выражает благодарность за помошь при проведении расчстоп и предоставление пакета программ коллективу кафедры физики ИГХТУ и лично зав. Г. В. Полученные результаты могут стать исходным научным материалом для дальнейших систематических работ в области получения и исследования свойств неуглеродных и гибридных наноструктур. Апробация работы. Основные результаты работы были представлены и обсуждены на научных конференциях различного уровня XV Международной конференции по химической термодинамике в России Москва, IV Международной научной конференции Кинетика и механизм кристаллизации. Нанокристаллизация. Кострома, II Региональной конференции молодых ученых Теоретическая и экспериментальная химия жидкофазных систем Иваново, , II Международной конференции Наноразмерные системы строение, свойства, технологии НАНСИС Украина, Киев, . Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано печатных работ, в том числе 2 статьи и тезисов докладов в сборниках международных и отечественных научных конференций. Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения и списка литературы. Общий объем диссертации 2 страниц, диссертация содержит рисунков, таблиц, 5 библиографических источника. Важное место среди новых функциональных материалов, обладающих повышенной твердостью и химической инертностью, занимают соединения, принадлежащие к системам, имеющим в составе и . В зависимости от способа и условий синтеза полученные материалы могут иметь различные состав и структуру от нитридов и карбидов , В4С и их смесей до тройных соединений сложного химического состава x или xx.