В ряде случаев нанопорошки
получают путем разложения формиатов, карбонатов, карбонилов, оксалатов,
ацетатов металлов в результате процессов термической диссоциации или
пиролиза. Так, за счет реакции диссоциации карбонилов металлов получают
порошки Ni, Mo, Fe, W, Cr. Путем термического разложения смеси карбонилов
на нагретой подложке получают полиметаллические пленки. УДП металлов,
оксидов, а также смесей металлов и оксидов получают путем пиролиза
формиатов металлов. Таким способом получают порошки металлов, в том числе
Mn, Fe, Са, Zr, Ni, Со, их оксидов и металлооксидных смесей.
Физические методы. Способы
испарения (конденсации), или газофазный синтез получения нанопорошков
металлов, основаны на испарении металлов, сплавов или оксидов с
последующей их конденсацией в реакторе с контролируемой температурой
и атмосферой. Фазовые переходы пар — жидкость — твердое тело или пар —
твердое тело происходят в объеме реактора или на поверхности охлаждаемой
подложки или стенок.
Сущность способа состоит в том,
что исходное вещество испаряется путем интенсивного нагрева, с помощью
газа-носителя подается в реакционное пространство, где резко
охлаждается. Нагрев испаряемого вещества осуществляется с помощью плазмы,
лазера, электрической дуги, печей сопротивления, индукционным способом,
пропусканием электрического тока через проволоку. Возможно также
бестигельное испарение. В зависимости от вида исходных материалов и
получаемого продукта, испарение и конденсацию проводят в вакууме, в
инертном газе, в потоке газа или плазмы. Размер и форма частиц
зависят от температуры процесса, состава атмосферы и давления в
реакционном пространстве. В атмосфере гелия частицы будут иметь меньший
размер, чем в атмосфере аргона - более плотного газа. Таким методом
получают порошки Ni, Mo, Fe, Ti, Al. Размер частиц при этом — десятки
нанометров.
В свое время появился, а в
дальнейшем утвердился способ получения наноматериалов путем
электрического взрыва проволок (проводников). В этом случае в
реакторе между электродами помещают проволоки металла, из которого
намечается получение нанопорошка, диаметром 0,1...1,0 мм. На
электроды подают импульс тока большой силы (104... 106 А/мм2).
При этом происходит мгновенный разогрев и испарение проволок. Пары
металла разлетаются, охлаждаются и конденсируются. Процесс идет в
атмосфере гелия или аргона. Наночастицы оседают в реакторе. Таким
способом получают металлические (Ti, Со, W, Fe, Mo) и оксидные
(Ti02, А1203, Zr02)
нанопорошки с крупностью частиц до 100 нм.
