Удельная поверхность, средние размеры агрегатов частиц и ОКР наножелеза, восстановленного при различных температурах

Взаимосвязь размерных характеристик наноматериалов.

При синтезе и изучении нанопорошков основным вопросом является размер структурных составляющих получаемого материала. Однако, как следует из предыдущего изложения, существует несколько размерных величин, которые могут характеризовать дисперсность нанопорошков. При этом абсолютные значения данных размеров могут сильно различаться. В связи с этим в качестве примера рассмотрим размерные характеристики нанопорошка железа, полученного методом химического диспергирования.

S_уд и рассчитанные из нее средние размеры агрегатов наножелеза представлены в табл. 2. Результаты показывают, что повышение температуры восстановления от 400°С до 500°С приводит к уменьшению значений S_уд в 2 раза и, соответственно, увеличению средних размеров агрегатов.

Таблица 2

Fe_ХЛ и Fe_Н – нанопорошки железа, полученные из хлорида и нитрата железа, соответственно.

Как видно из таблицы, внешние размеры частиц и величина ОКР, как правило, не совпадают. Существуют, по крайней мере, три причины этого явления (рис. 7).

1. Металлические наночастицы с поверхности всегда окислены, причем в ряде случаев оксидная пленка может иметь существенную толщину.

2. Каждая отдельная частица может состоять из нескольких ОКР.

3. Наночастицы могут иметь поверхностный слой, структура которого отлична от структуры ОКР.

Таким образом, результаты проведенных экспериментов показали, что измерения размеров нанопорошков железа по величине S_уд дают три различных характеристики наноматериалов, а именно: размер агрегатов, диаметр отдельной частицы и величину ОКР, соответственно. Все полученные размеры имеют свой физический и технологический смысл, в связи с чем, для полной характеристики нанопорошка следует, в ряде случаев, проводить эксперименты по определению всех трех размерных величин.