Введение
ГЛАВА 1. Основные методы получения и области применения нанодисперсных порошков (обзор) 11
1.1. Ультрадисперсные (-нано) порошки 11
1.2. Методы исследования свойств 12
1.3. Классификация методов получения 13
1.3.1. Пламенный метод (метод газофазного синтеза) 15
1.3.2. Осаждение из растворов 17
1.3.3. Установки и печи электродугового нагрева . 20
1.3.4. Плазмохимический метод 21
1.3.5. Метод электрического взрыва проводников . 25
1.3.6. Электронно-лучевые способы 25
1.3.7. Лазерные методы испарения 29
1.3.8. Механически? методы 30
1.4. Применение нанопорошков 30
1.5. Выводы по главе 1. Постановка задачи
исследования 32
ГЛАВА 2. Конструктивные и технологические особенности генерации концентрированного пучка электронов -основного элемента технологии 34
2.1. Ускорители типа ЭЛВ 34
2.2. Система концентрированного выпуска пучка в атмосферу 42
2.2.1. Конструкция и принцип действия системы концентрированного выпуска 43
2.2.2. Повышение эксплуатационных характеристик системы концентрированного выпуска 46
2.3. Пучок электронов 56
2.3.1. Характеристика концентрированного пучка электронов в газах при атмосферном давлении, потери энергии и поля облучения 56
2.3.2. Проникновение электронов в вещество . 61
2.3.3. Анализ применимости пучка к процессу испарения материалов 65
2.4. Выводы по главе 2 67
ГЛАВА 3. Получение нанодисперсных порошков с использованием концентрированного пучка электронов 69
3.1. Практическая реализация и экспериментальное
изучение процесса получения порошков 71
3.1.1. Лабораторные испарительные установки 71
3.1.2. Экспериментальная установка 73
3.1.3. Экспериментальное исследование
производительности технологического процесса. 78
3.1.4 .Физические и технологические параметры управления процессом испарения 81
3.2. Оценка энергобаланса и эффективности электронно лучевой технологии получения порошков 84
3.2.1. Тепловые процессы, происходящие при испарении электронным пучком 84
3.2.2. Расчет тепловых характеристик и производительности установки для получения нанодисперсного диоксида кремния 89
3.3. Выводы и рекомендации для промышленной реализации электронно-лучевой технологии получения нанопорошков 93
3.4. Выводы по главе 3 94
ГЛАВА 4. Исследование свойств полученных порошков 96
4.1. Порошки диоксида кремния 96
4.1.1. Удельная поверхность 96
4.1.2. Электронная микроскопия частиц 97
4.1.3. Текстура образцов 104
4.1.4. Дериватографический анализ 105
4.1.5 Основной и примесный состав 105
4.1.6. Рентгенофазовый анализ 107
4.1.7. Метод высокотемпературной масс спектрометрии 109
4.1.8. Гранулометрический состав 112
4.2. Нанопорошки других материалов 114
4.2.1. Оксид кремния SiO 114
4.2.2. Оксиды алюминия, магния, циркония, титана 115
4.2.3. Синтез фуллеренов 115
4.2.4. Получение порошков металлов в инертных средах 117
4.3. Выводы по главе 4 121
ГЛАВА 5. Анализ применимости получаемых наноматериалов в промышленности 123
5.1. Исследования практических применений порошков диоксида кремния 123
5.2. Источники сырья для производства порошков диоксида кремния 129
5.3. Вопросы защиты окружающей среды 131
5.4. Выводы по главе 5 133
Заключение 134
Литература
