Регистрация / Вход
Прислать материал

Получение наноструктур BN методом высокотемпературного химического синтеза из газовой фазы

ФИО
Алланов Аслан Жангабаевич
Электронная почта
8ffd4dallanovaslan@gmail.com
Номинация
Нанотехнологии
Институт
Институт экотехнологий и инжиниринга (ЭкоТех)
Кафедра
Кафедра порошковой металлургии и функциональных покрытий (ПМиФП)
ФИО научного руководителя
д.ф. – м.н., проф. Штанский Д.В.
Академическая группа
МФП-15-2
Наименование тезиса
Получение наноструктур BN методом высокотемпературного химического синтеза из газовой фазы
Тезис

Гексагональный нитрид бора (h-BN) является структурным аналогом графита, при этом в отличие от графита является диэлектриком. BN химически устойчив к воздействию кислот и щелочей, а также к окислению при высоких температурах. В связи с открытием уникальных свойств наноструктур h-BN, последние десятилетия они находят все более широкие перспективы применения в инновационных промышленных технологиях. Наноструктуры BN также являются перспективными материалами в областях микроэлектроники, конструкционных материалов, твердых смазок, а также в различных биомедицинских применениях.
Для синтеза наноструктур BN применяется ряд методов, самые распространенные из которых: плазмохимический, дугового разряда, лазерной абляции, шарового размола и химического синтеза из газовой фазы. Последний метод позволяет получать частицы высокой чистоты с большим выходом, поэтому он был применен в нашей экспериментальной работе.
Синтез наноструктур BN проводился на вертикальном реакторе с индукционным нагревом при температурах в интервале 1100-1400°C. В качестве прекурсора применялась смесь порошков B, MgO, FeO, взятых в весовом соотношении 10:1:20 и 10:2:20. В процессе нагрева прекурсора происходит окисление бора, испарение летучего оксида бора и его перенос в более холодную зону, где он взаимодействует с газом аммиаком и происходит формирование наночастиц BN. Из 10 г прекурсора в течение 7 часов синтеза получается до 250-400 мг рыхлого белого материала. 
СЭМ анализ продуктов синтеза показал, что синтезированный материал представляет из себя смесь агломератов сферических наночастиц размером 100-150 нм, нанотрубок толщиной до 120 нм, нановолокон и нанолистов. ЭДС анализ показал, что частицы состоят из B, N и O с отношением B:N=1:1 и содержанием кислорода до 15 ат.%. Показано, что морфология и содержание кислорода в частицах зависит от экспериментальных параметров.
Полученные результаты подтверждают высокую производительность используемого метода для получения наноструктур BN, а выбор параметров синтеза позволяет получать структуры определенной морфологии и состава.