Разделение по размерам алмазных нанопорошков детонационного синтеза
Выполнено фракционирование дисперсных наноалмазных порошков детонационного синтеза методами динамического осаждения в центрифугах с добавками поверхностно-активных веществ. Исходные дисперсные наноалмазные порошки со средним размером 12,525 мкм в зависимости от скорости вращения центрифуги разделили...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології |
|---|---|
| Дата: | 2012 |
| Автори: | , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
2012
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/75217 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Разделение по размерам алмазных нанопорошков детонационного синтеза / Г.П. Богатырёва, М.А. Маринич, Г.Д. Ильницкая, Г.А. Базалий, Н.А. Олейник, И.Н. Зайцева // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2012. — Т. 10, № 1. — С. 145-150. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859742874854227968 |
|---|---|
| author | Богатырёва, Г.П. Маринич, М.А. Ильницкая, Г.Д. Базалий, Г.А. Олейник, Н.А. Зайцева, И.Н. |
| author_facet | Богатырёва, Г.П. Маринич, М.А. Ильницкая, Г.Д. Базалий, Г.А. Олейник, Н.А. Зайцева, И.Н. |
| citation_txt | Разделение по размерам алмазных нанопорошков детонационного синтеза / Г.П. Богатырёва, М.А. Маринич, Г.Д. Ильницкая, Г.А. Базалий, Н.А. Олейник, И.Н. Зайцева // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2012. — Т. 10, № 1. — С. 145-150. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології |
| description | Выполнено фракционирование дисперсных наноалмазных порошков детонационного синтеза методами динамического осаждения в центрифугах с добавками поверхностно-активных веществ. Исходные дисперсные наноалмазные порошки со средним размером 12,525 мкм в зависимости от скорости вращения центрифуги разделили на 8 групп, которые отличаются средним размером конгломератов от 28,785 мкм до 3,891 мкм. Были определены адсорбционно-структурные характеристики полученных порошков. Показано, что с уменьшением среднего размера конгломератов при одинаковом размере пор уменьшается удельная площадь поверхности и пористость порошка.
Виконано фракціонування дисперсних нанодіямантових порошків детонаційної синтези методами динамічного осадження в центрифуґах з домішками поверхнево-активних речовин. Вихідні дисперсні нанодіямантові порошки з середнім розміром 12,525 мкм залежно від швидкости обертання центрифуґи розділили на 8 груп, які відрізняються середнім розміром конґльомератів від 28,785 мкм до 3,891 мкм. Було визначено адсорбційно-структурні характеристики одержаних порошків. Показано,
що зі зменшенням середнього розміру конґльомератів при однаковому розмірі пор зменшуються питома площа поверхні та пористість порошку.
Fractionation of the dispersed nanodiamond powders of detonation synthesis is carried out by methods of dynamic sedimentation in centrifuges with surfactant additives. Initial dispersed nanodiamond powders (with grains’ average size of 12.525 μm) are subdivided into eight groups by varying of centrifuge rotation speed. These groups vary in average size of conglomerates from 28.785 μm to 3.891 μm. Adsorption-structural characteristics of each powder of these groups are determined. As ascertained, under condition that average size of conglomerates decreases and pore size is constant, both the specific surface and the porosity of a powder decrease too.
|
| first_indexed | 2025-12-01T20:26:15Z |
| format | Article |
| fulltext |
145
PACS numbers:61.43.Gt, 61.46.Hk,61.72.Mm,81.05.uj,81.07.Wx,81.20.Ka, 82.33.Vx
Разделение по размерам алмазных нанопорошков
детонационного синтеза
Г. П. Богатырёва, М. А. Маринич, Г. Д. Ильницкая, Г. А. Базалий,
Н. А. Олейник, И. Н. Зайцева
Институт сверхтвёрдых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины,
ул. Автозаводская, 2,
04074 Киев, Украина
Выполнено фракционирование дисперсных наноалмазных порошков де-
тонационного синтеза методами динамического осаждения в центрифугах
с добавками поверхностно-активных веществ. Исходные дисперсные
наноалмазные порошки со средним размером 12,525 мкм в зависимости
от скорости вращения центрифуги разделили на 8 групп, которые отли-
чаются средним размером конгломератов от 28,785 мкм до 3,891 мкм.
Были определены адсорбционно-структурные характеристики получен-
ных порошков. Показано, что с уменьшением среднего размера конгло-
мератов при одинаковом размере пор уменьшается удельная площадь по-
верхности и пористость порошка.
Виконано фракціонування дисперсних нанодіямантових порошків дето-
наційної синтези методами динамічного осадження в центрифуґах з до-
мішками поверхнево-активних речовин. Вихідні дисперсні нанодіяман-
тові порошки з середнім розміром 12,525 мкм залежно від швидкости
обертання центрифуґи розділили на 8 груп, які відрізняються середнім
розміром конґльомератів від 28,785 мкм до 3,891 мкм. Було визначено
адсорбційно-структурні характеристики одержаних порошків. Показано,
що зі зменшенням середнього розміру конґльомератів при однаковому
розмірі пор зменшуються питома площа поверхні та пористість порошку.
Fractionation of the dispersed nanodiamond powders of detonation synthesis
is carried out by methods of dynamic sedimentation in centrifuges with sur-
factant additives. Initial dispersed nanodiamond powders (with grains’ aver-
age size of 12.525 μm) are subdivided into eight groups by varying of centri-
fuge rotation speed. These groups vary in average size of conglomerates from
28.785 μm to 3.891 μm. Adsorption-structural characteristics of each pow-
der of these groups are determined. As ascertained, under condition that av-
erage size of conglomerates decreases and pore size is constant, both the spe-
cific surface and the porosity of a powder decrease too.
Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Nanosystems, Nanomaterials, Nanotechnologies
2012, т. 10, № 1, сс. 145—150
© 2012 ІМФ (Інститут металофізики
ім. Г. В. Курдюмова НАН України)
Надруковано в Україні.
Фотокопіювання дозволено
тільки відповідно до ліцензії
146 Г. П. БОГАТЫРЁВА, М. А. МАРИНИЧ, Г. Д. ИЛЬНИЦКАЯ и др.
Ключевые слова: детонационный синтез, фракционирование, наноалмаз-
ный порошок, адсорбционно-структурные характеристики, удельная по-
верхность, пористость.
(Получено 21 октября 2010 г.; после доработки – 27 марта 2012 г.)
1. ВВЕДЕНИЕ
В последнее время в мире повысился интерес к нанопорошковым
материалам, среди которых особое место занимают нанопорошки
алмаза, получаемые методом детонационного синтеза [1—3]. Такие
порошки применяются в различных нанотехнологиях для изготов-
ления наноалмазных порошковых изделий, суспензий, паст,
наполнителей. Однако при изготовлении этих материалов и изде-
лий из них большое значение имеет создание порошков, которые
имели бы одинаковый размер частиц. Исследования выполняли на
дисперсных наноалмазных порошках (ДНА), синтезированных
украинской фирмой «АЛИТ» путем детонации взрывчатых веществ
с отрицательным кислородным балансом. Частица ДНА, как кла-
стерное образование, состоит из упорядоченного кристаллического
ядра и химически нестабильной поверхности [4, 5]. Первичные ча-
стицы ДНА с размером 4 нм образуют фрактальные кластерные
структуры с размером конгломератов 30—40 нм, которые, в свою
очередь, формируют агрегаты порядка сотен нанометров. Структу-
ра поверхности конгломерата ответственна за знак и величину за-
ряда, адсорбцию и хемосорбцию, химический состав поверхности,
седиментационную устойчивость. На рисунке 1 представлена схема
Диаметр частиц, мкм
Рис. 1. Схема дисперсных наноалмазных порошков.
РАЗДЕЛЕНИЕ ПО РАЗМЕРАМ АЛМАЗНЫХ НАНОПОРОШКОВ 147
дисперсных наноалмазных порошков.
2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследования разделения порошков ДНА по размерам их конгло-
мератов выполняли на алмазах марки АСУД99. Процесс разделе-
ния выполняли методами динамического осаждения в центрифугах
с добавками поверхностно-активных веществ. Центрифугирование
выполняли при скорости вращения от 900 до 3000 оборотов в мину-
ту. В полученных продуктах разделения определяли грануломет-
рические характеристики конгломератов ДНА с помощью лазерно-
го микроанализатора «LMS-30» фирмы Seishin (Япония). Адсорб-
ционно-структурные исследования образцов дисперсных наноалма-
зов выполняли с помощью газоадсорбционного анализатора NOVA
2200 («Quantachrome»).
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Дисперсные наноалмазные порошки со средним размером 12,525
мкм в зависимости от скорости вращения центрифуги разделили на
8 групп, которые отличаются средним размером конгломератов от
28,785 мкм до 3,891 мкм. На рисунке 2 представлена гистограмма
Диаметр частиц, мкм
Рис. 2. Гистограмма исходных дисперсных наноалмазных порошков со
средним размером конгломератов 12,525 мкм.
148 Г. П. БОГАТЫРЁВА, М. А. МАРИНИЧ, Г. Д. ИЛЬНИЦКАЯ и др.
исходных дисперсных наноалмазных порошков со средним разме-
ром конгломератов 12,525 мкм (рис. 2) и после разделения со сред-
ним размером конгломератов 28,785 мкм (рис. 3, а) и 3,891 мкм
(рис. 3, б).
Как следует из рис. 2, на гистограмме исходных наноалмазных
порошках наблюдается два максимума, что свидетельствует о неод-
нородности порошков по размерам. Первый максимум соответству-
ет размеру конгломератов 4 мкм, а второй максимум – 30—40 мкм.
На рисунке 3 представлены гистограммы двух фракций дисперс-
ных наноалмазных порошков со средним размером конгломератов
и после разделения со средним размером конгломератов 28,785 мкм
(рис. 3, а) и 3,891 мкм (рис. 3, б).
Как следует из рис. 3, на гистограмме наноалмазных порошков
со средним размером конгломератов 28,785 мкм наблюдается мак-
симум в интервале от 10 до 100 мкм, а для порошков со средним
размером конгломератов 3,891 мкм наблюдается максимум в ин-
тервале от 1 до 10 мкм. Таким образом, при переходе от фракций
порошков с размером 28,785 мкм к фракции порошков с размеров
3,891 мкм получаются более однородные порошки по размерам ча-
стиц.
Весьма информативным материалом является оценка адсорбци-
онно-структурных характеристик фракций порошков.
На рисунке 4 показаны изотермы фракций наноалмазных по-
рошков со средним размером конгломератов 28,785 мкм (рис. 4, а) и
11,280 мкм (рис. 4, б).
На основе данных изотерм были рассчитаны: удельная поверх-
ность частиц, объем пор и их размеры, а также энергия адсорбции.
Если удельная поверхность для исходных порошков составляла
Диаметр частиц, мкм Диаметр частиц, мкм
а б
Рис. 3. Гистограммы дисперсных наноалмазных порошков со средним
размером конгломератов 28,785мкм (а) и 3,891мкм (б).
РАЗДЕЛЕНИЕ ПО РАЗМЕРАМ АЛМАЗНЫХ НАНОПОРОШКОВ 149
177,5 м
2/г, то для самой крупной фракции Sуд. составляла 187,3
м2/г, а для минимальной фракции Sуд. составляла 120 м
2/г. Сниже-
ние величины удельной поверхности порошков с уменьшением
размеров конгломератов, по-видимому, связано с получение менее
пористых частиц. На рисунке 5 сопоставлены величины зависимо-
сти пористости от радиуса пор.
Таким образом, дальнейшее изучение физико-химических
свойств порошков дисперсных наноалмазных порошков с разными
средними размерами конгломератов позволит получить дополни-
тельные сведения о качестве этих порошков, что даст возможность
производить и выпускать новые марки алмазных нанопорошков,
однородных по размерам частиц.
4. ВЫВОДЫ
Выполнено фракционирование наноалмазных порошков на 8 фрак-
ций со средним размером конгломератов от 28,785 до 3,891 мкм.
а б
Рис. 4. Изотермы дисперсных наноалмазных порошков со средним раз-
мером конгломератов 28,785 мкм (а) и 11,280 мкм (б).
а б
Рис. 5. Распределение пор по размерам конгломератов алмазных частиц
28,785 мкм (а) и 11,280 мкм (б).
150 Г. П. БОГАТЫРЁВА, М. А. МАРИНИЧ, Г. Д. ИЛЬНИЦКАЯ и др.
Установлено, что на гистограммах исходных наноалмазных по-
рошках наблюдаются два максимума, с размером конгломератов 4
мкм, а второй максимум – 30—40 мкм, что свидетельствует о неод-
нородности порошков по размерам.
Снижение величины удельной поверхности порошков с умень-
шением размеров конгломератов фракций, по-видимому, связано с
получением менее пористых частиц.
ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Г. П. Богатырева, М. Н. Волошин, М. А. Маринич, В. Г. Малоголовец, В. Л.
Гвяздовская, В. С. Гаврилова, Сверхтвердые материалы, № 6: 42 (1999).
2. Г. П. Богатырева, Г. В. Жутаева, М. Р. Тарасевич, Г. А. Базалий, В. Л. Гвяз-
довская, Е. А. Ищенко, А. В. Яцимирский, Сверхтвердые материалы, № 5:
23 (2001).
3. Г. П. Богатырева, М. А. Маринич, Г. А. Базалий, Н. А. Олейник, М. Н. Во-
лошин, Сверхтвердые материалы. Получение и применение. Синтез алма-
за и подобных материалов (Ред. Н. В. Новиков) (Киев: ИСМ им. В. Н. Баку-
ля—ИПЦ «АЛКОН» НАНУ: 2003), т. 1, с. 298.
4. Г. П. Богатырева, М. А. Маринич, Г. А. Базалий, В. Л. Гвяздовская, Син-
тез, спекание и свойства сверхтвердых материалов: сб. науч. трудов (Ред.
Н. В. Новиков) (Киев: ИСМ им. В. Н. Бакуля НАНУ: 2005), с. 63.
5. Г. П. Богатырева, М. А. Маринич, Г. А. Базалий, О. В. Лещенко, Сб. науч.
трудов XVI Междунар. науч.-техн. конф. «Экологическая и техногенная
безопасность. Охрана водного и воздушного бассейнов. Утилизация отхо-
дов» (Ред. В. Ф. Костенко, Д. Н. Почепецкий, С. В. Разметаев) (Харьков:
Укр. ВОДГЕО: 2008), с. 107.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-75217 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1816-5230 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-01T20:26:15Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Богатырёва, Г.П. Маринич, М.А. Ильницкая, Г.Д. Базалий, Г.А. Олейник, Н.А. Зайцева, И.Н. 2015-01-27T17:41:23Z 2015-01-27T17:41:23Z 2012 Разделение по размерам алмазных нанопорошков детонационного синтеза / Г.П. Богатырёва, М.А. Маринич, Г.Д. Ильницкая, Г.А. Базалий, Н.А. Олейник, И.Н. Зайцева // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2012. — Т. 10, № 1. — С. 145-150. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 1816-5230 PACS numbers: 61.43.Gt, 61.46.Hk, 61.72.Mm, 81.05.uj, 81.07.Wx, 81.20.Ka, 82.33.Vx https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/75217 Выполнено фракционирование дисперсных наноалмазных порошков детонационного синтеза методами динамического осаждения в центрифугах с добавками поверхностно-активных веществ. Исходные дисперсные наноалмазные порошки со средним размером 12,525 мкм в зависимости от скорости вращения центрифуги разделили на 8 групп, которые отличаются средним размером конгломератов от 28,785 мкм до 3,891 мкм. Были определены адсорбционно-структурные характеристики полученных порошков. Показано, что с уменьшением среднего размера конгломератов при одинаковом размере пор уменьшается удельная площадь поверхности и пористость порошка. Виконано фракціонування дисперсних нанодіямантових порошків детонаційної синтези методами динамічного осадження в центрифуґах з домішками поверхнево-активних речовин. Вихідні дисперсні нанодіямантові порошки з середнім розміром 12,525 мкм залежно від швидкости обертання центрифуґи розділили на 8 груп, які відрізняються середнім розміром конґльомератів від 28,785 мкм до 3,891 мкм. Було визначено адсорбційно-структурні характеристики одержаних порошків. Показано, що зі зменшенням середнього розміру конґльомератів при однаковому розмірі пор зменшуються питома площа поверхні та пористість порошку. Fractionation of the dispersed nanodiamond powders of detonation synthesis is carried out by methods of dynamic sedimentation in centrifuges with surfactant additives. Initial dispersed nanodiamond powders (with grains’ average size of 12.525 μm) are subdivided into eight groups by varying of centrifuge rotation speed. These groups vary in average size of conglomerates from 28.785 μm to 3.891 μm. Adsorption-structural characteristics of each powder of these groups are determined. As ascertained, under condition that average size of conglomerates decreases and pore size is constant, both the specific surface and the porosity of a powder decrease too. ru Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Разделение по размерам алмазных нанопорошков детонационного синтеза Article published earlier |
| spellingShingle | Разделение по размерам алмазных нанопорошков детонационного синтеза Богатырёва, Г.П. Маринич, М.А. Ильницкая, Г.Д. Базалий, Г.А. Олейник, Н.А. Зайцева, И.Н. |
| title | Разделение по размерам алмазных нанопорошков детонационного синтеза |
| title_full | Разделение по размерам алмазных нанопорошков детонационного синтеза |
| title_fullStr | Разделение по размерам алмазных нанопорошков детонационного синтеза |
| title_full_unstemmed | Разделение по размерам алмазных нанопорошков детонационного синтеза |
| title_short | Разделение по размерам алмазных нанопорошков детонационного синтеза |
| title_sort | разделение по размерам алмазных нанопорошков детонационного синтеза |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/75217 |
| work_keys_str_mv | AT bogatyrevagp razdelenieporazmeramalmaznyhnanoporoškovdetonacionnogosinteza AT mariničma razdelenieporazmeramalmaznyhnanoporoškovdetonacionnogosinteza AT ilʹnickaâgd razdelenieporazmeramalmaznyhnanoporoškovdetonacionnogosinteza AT bazaliiga razdelenieporazmeramalmaznyhnanoporoškovdetonacionnogosinteza AT oleinikna razdelenieporazmeramalmaznyhnanoporoškovdetonacionnogosinteza AT zaicevain razdelenieporazmeramalmaznyhnanoporoškovdetonacionnogosinteza |