Материалы и методы нанотехнологий : учебное пособие

глава 1. Методы синтеза наночастиц и нанопорошков
карбосилоксаны содержат кислород, поэтому их пиролиз проводится 
в восстановительной среде водорода по примерной схеме
H
2
–[Si(CH
3
)
2
O]
n
– 
→ 
SiC
Первоначальный нагрев осуществляют с помощью низкотемпера-
турной плазмы или лазерного излучения, затем продукты пиролиза 
дополнительно отжигают при температуре порядка 1600 K для стаби-
лизации структуры и состава.
Нанокристаллический карбид бора B
4
C получают разложением 
поливинилпентаборана –[C
2
H
3
(B
5
H
8
)]
n
–. Борсодержащие полимеры 
типа полиборазина, полиборазола и поливинилборазина предлагает-
ся использовать для получения высокодисперсных порошков нитри-
да бора BN, а также применять в качестве добавок к порошку титана 
для синтеза нанокристаллических композиций TiN + TiB
2
. Нанокри-
сталлический порошок нитрида алюминия AlN со средним размером 
частиц 8 нм получали разложением в аммиаке при 900 K полиамиди-
мида алюминия –[Al((NH
2
)
3
NH]
n
–.
Порошки, полученные пиролизом мономерных и полимерных со-
единений, нужно дополнительно отжигать для стабилизации соста-
ва и структуры; температура отжига нитридов и боридов составляет 
от 900 до 1300 K, оксидов и карбидов — от 1200 до 1800 K. Основным 
недостатком термического разложения является сравнительно невы-
сокая селективность процесса, т. к. продукт реакции обычно представ-
ляет собой смесь конечного продукта и промежуточных соединений.
В настоящее время термическим разложением прекурсоров полу-
чают многокомпонентные аморфные и нанокристаллические кера-
мические материалы. Например, сложный керамический материал 
Si
3
B
1
C
4.3
N
2
был получен термическим разложением поливинилсилаза-
на (B[C
2
H
4
-Si(CH
3
)NH]
3
)
n
при температуре 523 K в течение 1 ч и при 
623 K в течение 3 ч с последующим размолом продукта и его дегидро-
генизацией при температуре 1673 K в течение 2 ч.
Наноструктурированную смесь WC и Co можно получить термиче-
ским разложением различных прекурсоров. В частности, при нагреве 
возможно разложение прекурсоров с одновременным образованием 
карбида WC и кобальта Co:

---

39
1.6. Механохимический синтез
(NH
4
)
8
[H
2
Co
2
W
11
O
40
] 
→
WC + Co
[CoEn]
3
WO
4
→
WC + Co
где En — этилендиамид.
Таким образом, термическое разложение прекурсоров позволяет 
получать наноразмерные порошки не только металлов и их соедине-
ний, но также и нанокристаллические многокомпонентные керами-
ческие и композиционные материалы.
1.6. Механохимический синтез
Одной из наиболее производительных «сухих» химических техноло-
гий, не требующих или минимизирующих использование растворите-
лей для проведения химических реакций, является механохимический 
синтез.