Процессы получения наночастиц и наноматериалов
Курс разработан АНО «еНано» совместно с НИТУ «МИСиС» и ориентирован на студентов, обучающихся по направлениям подготовки «Материаловедение и технологии материалов» и «Наноматериалы».
Описание:
Курс дает знания и практические навыки в области физико-химических основ процессов получения наночастиц и наноматериалов, помогает понять взаимосвязь условий их формирования и свойств, знакомит с основами аттестации наночастиц и наноматериалов, проблемами и перспективами их практического применения.
На основе знаний о явлениях, протекающих в гомогенных и гетерогенных системах при изменении температуры и давления, а также внешних механических воздействиях, у студента формируются представления о физико-химических основах процессов получения наночастиц и наноматериалов. В курсе рассказывается о "биографическом" наследовании наноматериалами свойств в зависимости от условий их получения. В результате освоения курса студент получит навыки выполнения расчетов по определению избыточной свободной энергии веществ, связанной с возрастанием их поверхности и дефектности структуры.
Программа курса:
Часть 1. Классификация процессов получения наночастиц. Физико-химические основы способов получения наноразмерных порошков(НП). Аттестация НП.
- Газофазный способ получения наноразмерных порошков (НП). Основные закономерности образования НП методом испарения и конденсации.
- Конденсационный рост наночастиц (НЧ). Коагуляция и коалесценция НЧ.
- Плазменный переконденсационный метод получения НП.
- Плазмохимический способ получения НП.
- Процессы получения наночастиц (НЧ) осаждением НП из растворов.
- Получение НП термическим разложением и восстановлением металлсодержащих соединений.
- Механический способ получения НП. Механосинтез.
- Электровзрывной способ получения НП. Сравнительные свойства НП, полученных разными способами. Биографическое наследование ими свойств в зависимости от способа получения.
- Аттестация наночастиц. Исследование состава, свойств, дисперсности.
Часть 2. Фуллерены, углеродные и неуглеродные нанотрубки.
- История открытия фуллеренов. Механизмы формирования фуллероновой структуры. Модифицированные производные фуллеренов.
- Способы получения углеродных нанотрубок (С-НТ) (дуговой, лазерно-термический, пиролитический). Механизмы роста С-НТ.
Часть 3. Физико-химические основы получения объёмных наноматериалов (НМ).
- Классификация способов получения объёмных НМ. Наноразмерные пленки и покрытия, осаждаемые на подложке. Химическое осаждение наноструктурных покрытий из газовой фазы (CVD).
- Физическое осаждение наноструктурных покрытий из газовой фазы (PVD).
- Порошковая металлургия объёмных НМ. Формование НП.
- Спекание НП для получения объёмных НМ.
- Интенсивная пластическая деформация, как способ получения объёмных НМ. Способ получения объёмных НМ контролируемой кристаллизацией из аморфного состояния.