Материалы и методы нанотехнологий : учебное пособие

глава 1. Методы синтеза наночастиц и нанопорошков
CoCl
2
, Co (NO
3
)
2
, Co (CH
3
COO)
2
) высушивают распылением, затем по-
лученный прекурсорный порошок подвергают низкотемпературному 
карботермическому восстановлению во взвешенном слое, благодаря 
чему сохраняется высокая дисперсность. Эта технология запатенто-
вана под названием 
Spray Conversion Process (SCP). 
Поскольку синтез 
начинается в растворе, то перемешивание компонентов (WC и Co) 
осуществляется на молекулярном уровне. Карбидизированный по-
рошок является аморфным. Для торможения роста зерен и умень-
шения растворимости WC в кобальте в смесь добавляли нестехио-
метрический карбид ванадия в количестве до 1 вес. %. Полученный 
из этой нанокристаллической композиции твердый сплав отличает-
ся оптимальной комбинацией высокой твердости и большой проч-
ности: его твердость H
V
достигала 21.5 ГПа, тогда как максимальная 
твердость сплава этого же состава, полученного из обычного порош-
ка WC, не превышала 19.5 ГПа. Рост твердости и уменьшение разме-
ра зерен WC происходит при увеличении содержания в сплаве кар-
бида ванадия VC.
Золь-гель процесс
был разработан специально для получения ок-
сидной керамики. Процесс включает в себя следующие стадии: приго-
товление растворов алкоксидов, их каталитическое взаимодействие 
с последующим гидролизом, конденсационная полимеризация, даль-
нейший гидролиз. В качестве продукта процесса получают оксидный 
полимер (гель). Его подвергают старению, промывке, сушке и тер-
мообработке. Недостатком метода является сложность аппаратурно-
го оформления, а достоинством — высокие чистота и однородность 
синтезированных соединений, а также возможность получения раз-
нообразных нанопорошков.
Метод жидкофазного восстановления из растворов
ис-
пользуется для получения только нанопорошков металлов с невысо-
кими значениями восстановительного потенциала (медь, серебро, ни-
кель). Он заключается в приготовлении раствора органической соли 
металла с последующим добавлением сильного восстановителя и от-
делением выпавшего в осадок металлического нанопорошка. Размер 
частиц получаемого порошка варьируется в пределах от 20 до 40 нм, 
и разброс частиц по размеру очень низкий. Примером использова-
ния этого метода может служить получение нанопорошка меди при 
использовании водного раствора гидразингидрата с сульфатом лития 

---

33
1.3. осаждение из коллоидных растворов
и раствора нитрата меди в 4-метилпентаноле. Эти растворы смеши-
вают и получают эмульсию, после расслоения которой нанопорошок 
меди находится в органической фазе. Для получения собственно по-
рошка ее отделяют, фильтруют и сушат.
Метод гидротермального синтеза
использует химические 
реакции гидротермального разложения и окисления, которые проте-
кают в водных средах при повышенных температурах (от 373 до 643 К) 
и давлениях (до 100 МПа). Метод позволяет получать нанопорошки 
оксидов с узким разбросом частиц по размерам. Недостатком мето-
да является высокая стоимость и сложность оборудования, а также 
разовость процесса синтеза, т. е. отсутствие возможности достигнуть
непрерывность производства продукта.
Микроэмульсионный метод
включает в себя следующие ступе-
ни: приготовление эмульсии из двух несмешивающихся жидкостей — 
водного раствора и масла, осаждение гидрооксида металла в преде-
лах капель водной фазы путем добавления органического осадителя,