Нанокристаллит
Cтраница 1
Нанокристаллиты упорядоченного нестехиометрическо-го карбида ванадия в форме искривленных дисков диаметром не более 600 нм и толщиной 15 - 20 нм образуются в результате растрескивания частиц размером до 1 мкм. Поверхностный слой нанокристаллитов имеет толщину 0 5 - 0 7 нм, содержит хе-мосорбированный кислород и значительное число вакансионных агломератов, что свидетельствует о его рыхлой структуре. Наноструктура в карбиде ванадия приводит к росту микротвердости примерно в 3 раза. [1]
Нанозерна ( нанокристаллиты) этих материалов находятся не в изолированном ( т.е. в виде отдельных образований) или слабосвязанном ( например, наночастицы с защитными полимерными оболочками) виде, а в консолидированном состоянии. Прочность межзеренных прослоек в консолидированных наноматериалах довольно высока. [2]
Микроискажения, наблюдаемые в структуре нанокристаллитов, могут оказывать влияние на физические свойства наноматериалов, что проиллюстрировано на примере пленок меди. В табл. 2.4 приведены данные для упругих микроискажений ( s2 1 / 2, коэффициента термического расширения а / в интервале температуры Т 84 - 290 К и дебаевской характеристической температуры QD для нано-структурных пленок меди, полученных методом магнетронного распыления при разных условиях. [3]
Объяснение полученных результатов было дано в предположении полевой эмиссии электронов из нанокристаллита, выделенного на эмиссионной поверхности ПАН УВ-катода электрохимическим травлением. В соответствии с зонной схемой углеграфитовые материалы после термообработки при температуре 900 С состоят из двух фаз: кристаллической фазы турбостратной структуры и аморфной. [4]
Отмеченные соображения о тепловых вакансиях в изолированных наночастицах применительно к консолидированным нанома-териалам ( состоящим из множества нанокристаллитов) не относятся. [5]
На рис. 7.3 представлено изображение высокого разрешения структуры пленки TiAl0 2BQ 7N0 7, которая, по данным ТП изображения, содержит нанокристаллиты с экстремально малым размером, не превышающим 1 нм. Видно, что структура данной пленки не является ни полностью кристаллической, ни аморфной. Хотя большая часть изображения имеет аморфно-подобный контраст, можно четко различить упорядоченные области с параллельным контрастом, как показано на рисунке стрелками. Эти участки соответствуют вкраплениям кристаллической фазы размером менее 1 нм в аморфную матрицу. На рис. 7.4 показан участок пленки TiAIQ 2B0 7NQ 7 с упорядоченной структурой. Расстояние между проекциями атомных плоскостей составляет 0 33 нм, что является характеристикой базисных плоскостей гексагонального нитрида бора ( / ьВТЧ), ориентированных перпендикулярно плоскости изображения. [7]
Нанокристаллиты упорядоченного нестехиометрическо-го карбида ванадия в форме искривленных дисков диаметром не более 600 нм и толщиной 15 - 20 нм образуются в результате растрескивания частиц размером до 1 мкм. Поверхностный слой нанокристаллитов имеет толщину 0 5 - 0 7 нм, содержит хе-мосорбированный кислород и значительное число вакансионных агломератов, что свидетельствует о его рыхлой структуре. Наноструктура в карбиде ванадия приводит к росту микротвердости примерно в 3 раза. [8]
 |
Спектры времени жизни позитронов наноструктурированного порошка карбида ванадия VCo875 ( 1 и крупнокристаллического карбида ванадия VC0 875 ( 2. [9] |
Достижение теоретической плотности в результате отжига означает, что металлическая подрешетка не содержала структурных вакансий и пониженная первоначальная плотность была обусловлена адсорбированными примесями воды и кислорода. Хотя после отжига при 900 К на поверхности нанокристаллитов еще остается один-два атомных слоя оксидов, разницу между теоретической и пикнометрической плотностью обнаружить не удается, так как содержание поверхностной оксидной фазы менее 0 1 масс. %, а плотности оксидов и карбида ванадия близки по величине. [10]
Отсутствие уширения дифракционных линий согласуется с довольно большим количеством атомов в нанокристаллитах, рассеивающих когерентно. [12]
Трудность изучения размерных эффектов в наноматериалах обусловлена многообразным влиянием различных факторов на свойства последних. Помимо размера кристаллитов значительное влияние оказывают состав и распределение основных компонентов и примесей, пористость, содержание дефектов и наличие остаточных напряжений, присутствие неравновесных и аморфных фаз и др. Следует также различать размерные эффекты на поверхностях раздела и в объеме нанокристаллитов. [13]
 |
Микроструктура порошка карбида ванадия VCo875, подвергнутого длительному старению при температуре и в атмосфере окружающей среды ( увеличение 10000 раз. [14] |
На рис. 1.11 показана микрофотография полученная при увеличении в 10000 раз на растровом электронном высокого разрешения DSM 982 Gemini. Хорошо видно, что каждый из объектов, с размером порядка 1 мкм, представляет собой как бы раскрывшийся бутон розы или очень неплотный кочан капусты и состоит из нанокри-сталлитов. Несмотря на то, что по объему такой диск соответсвует довольно крупной сферической частице диаметром 150 - 220 нм, из-за малой толщины диска отношение площади его поверхности S к объему V составляет S / V 0 107 - 0 143 нм 1, что соответствует удельной поверхности порошка от 19 до 26 м2 / г. Электронная микроскопия свидетельствует также о малой дисперсии размеров нанокристаллитов в порошке. [15]
Страницы: 1 2