Образование наноразмерных оксидов алюминия, титана и циркония при получении электрохимическим золь-гель-способом

• Автор: Зима, Татьяна Мефодьевна
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 186 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

Глава 1. Фундаментальные основы образования наноразмерных оксидов мегаллов

1.1. Общая характеристика способов получения

1.2. Получения наноразмерных оксидов металлов зольгель способом. Основные стадии процесса
1.2.1. Образование золей. Особенности синтеза золей из алкоксидов металлов и водных растворов неорганических солей

1.2.2. Формирование ксерогелеЙ

1.2.3. Некоторые особенности формирования структуры легко кристаллизующихся веществ.
1.3. Физикохимические закономерности образования наноразмерных оксидов металлов из водных растворов неорганических солей

1.3.1. Оксид алюминия.

1.3.2. Диоксид титана.

1.3.3. Диоксид циркония.
1.4. Перспективы применения наноструктурированных оксидов металлов
и материалов на их основе.
1.5. Обоснование цели и задач исследования
Глава 2. Экспериментальная часть
2.1. Электролиз водных растворов хлоридов металлов
2.2. Синтез и исследование гидратированных прекурсоров
2.3. Получение и исследование порошков
2.4. Формирование оксидных покрытий и методы их исследования
Глава 3. Синтез и физикохимические свойства гидратированных прекурсоров.
3.1. Свойства однокомпонентных гидратированных систем.
3.2. Особенности формирования бинарных прекурсоров
3.3. Структурообразование в процессе зольгель перехода. Влияние
процесса старения на структурирование системы.
3.4. Структурирование бинарной системы ЪхОг ТЮ2.
3.5. Реологические свойства гидратированной системы АОз ТЮ2.
Глава 4. Генезис наноструктурированых оксидов металлов при термическом воздействии
4.1. Влияние термообработки на формирование бинарных прекурсоров.
4.2. Текстурные характеристики ГОА и бинарных систем на его основе, полученных в присутствии полиЫвинилпирролидона
4.3. Формирование композиционных оксидных материалов с железо и
кобальтсодержащими наноразмерными частицами
Глава 5. Формирование многофункциональных оксидных покрытий на материалах конструкционного назначения и исследование их свойств.
5.1. Характеристика исходного материала
5.2. Получение и характеристика многофункциональных наноразмерных оксидных покрытий.
5.3. Получение и исследование ферромагнитных композиционных покрытий на углеродном волокне марки УКН П.
5.4. РФЭС оксидных слоев.
5.5. Исследование прочности волокон с оксидными покрытиями
Заключение.
Выводы.
Публикации по теме диссертации.
Литература


Так, например, при химическом осаждении из паровой фазы при С, используя в качестве прекурсоров , С и Н2 , получены тонкие покрытия т на волокнах Н1са1оп и монокристаллах кремния. По мнению авторов, морфология покрытий, формируемых этим способом, существенно зависит от парциального давления компонентов в камере осаждения. С увеличением указанного параметра покрывающий слой становится более столбчатым и содержит более крупные зерна гп2г. Методы, основанные на использовании пространственноограниченных систем нанореакторов мицелл, капель, пленок и т. К методам указанной группы относится синтез в обращенных мицеллах, в пленках ЛэнгмюраБлоджетт и в адсорбционных слоях. К их числу можно отнести также биомиметичсский и биологический методы синтеза наночастиц, в которых в качестве нанореакторов выступают биомолекулы белки, ДНК и др. Методы осаждения га растворов. Методы этой группы основаны на использовании различных реакций взаимодействия двух или более веществ, приводящих к образованию новой фазы. Многие из методов осаждения относятся к самым распространенным способам получения однокомпонентных высокодисперсных оксидов и их многокомпонентных смесей . Методы осаждения из растворов наиболее привлекательны своей реализуемостью и возможностью достаточно надежно регулировать химический и фазовый состав, дисперсность и морфологию промежуточных продуктов. Однако, поскольку получающиеся частицы обладают сильно развитой межфазной поверхностью и, соответственно, большой избыточной энергией, необходима стабилизация частиц для предотвращения агрегирования. Особый интерес в указанной группе методов вызывает зольгель способ. В основе этого способа получения наноразмерных оксидов металлов лежат реакции гидролиза и поли конденсации исходных компонентов, но, в отличие от ряда классических методов осаждения, зольгель синтез позволяет получать высокодисперсные наноразмерные порошки необходимой чистоты и гомогенности. Он относится к бессточным способам получения, что делает его экологически оптимальным. Благодаря контролю состава и структуры промежуточных продуктов способ позволяет получать одно и многокомпонентные оксидные системы с улучшенными функциональными свойствами. Низкие температуры отжига продуктов синтеза позволяют контролировать процесс кристаллизации и получать частицы с узким распределением по размерам, а также легко допировать образующиеся частицы ионами различных металлов. Получения наноразмсрных оксидов металлов зольгель способом. Основные стадии процесса. Зольгель синтез оксидов металлов включает в себя четыре последовательные стадии образование золя, формирование геля, сушку продуктов гелеобразования и термообработку полученных соединений. Каждая из стадий определяется специфическим набором химических процессов и структурноморфологических изменений, которые оказывают существенное влияние на свойства формирующегося оксидного порошка. Образование золей. Особенности синтеза золей из алкоксидов металлов и водных растворов неорганических солей. На этой стадии происходит гидролиз и конденсация исходных реагентов, в результате чего образуются полиядерные гидроксокомплексы, дальнейшая агрегация которых в рамках нуклеациоиного процесса фазообразования приводит к образованию зародышей и появлению первичных частиц чрезвычайно малых размеров. Из первичных частиц формируются более крупные глобулярные частицы. Формирование глобул и их размера на этой стадии весьма существенно, поскольку на всех последующих стадиях размер глобулярных частиц может только расти с той или иной скоростью но механизмам переконденсации и срастания на стадии формирования геля, и механизму спекания на стадиях его сушки и термообработки. Поэтому стадия образования золя является важнейшей в формировании свойств оксида, прежде всего его поверхности, так кшс именно размер частиц свежеприготовленного золя определяет верхнюю предельную величину поверхности конечного продукта высушенного порошка. Изменение условий проведения синтеза золя температуры, , соотношения компонентов, их концентрации и т.