CENTRI I ODELJENJA
Novi materijali i nanotehnologije
Poluprovodnici i senzori
Robotika, mehatronika
Metalne konstrukcije u građevinarstvu

ENGLISH

Digital repository of ITS SASA

Aerosol sinteza finih Čestica i filmova

 

Sa porastom tehnoloških potreba za finijim mikrostrukturama materijala porastao je značaj za karakterizaciju i razumevanje substrukture zrna ili nanostrukture. Značajan ključ za budućnost i razvoj nanofaznih materijala predstavlja, sa jedne strane, sposobnost kontinualnog unapređenja svojstava materijala kroz fundamentalna istraživanja međuzavisnosti sinteze i strukture, odnosno, razvijanje visokosofisticiranih metoda sinteze ultrafinih prahova, sa druge, kao jedan od osnovnih preduslova dobijanja savremenih materijala u visokim tehnologijama. Sinteza submikronskih i nanostrukturnih prahova i tankih filmova je zbog toga oblast velikog interesovanja i pruža izuzetne mogućnosti u nauci i inženjerstvu materijala, polazeći od jednokomponentnih do mešanih anjonskih i katjonskih visekomponentnih sistema.

Program kontrolisane sinteze nanofaznih prahova i filmova realizuje se u Institutu tehničkih nauka SANU, Beograd, tokom poslednjih petnaest godina. U okviru toga, razvijena je metoda sinteze submikronskih i nanofaznih materijala reakcijama u disperznom sistemu-aerosolu, i u okviru nje, eksperimentalna aparatura na bazi ultrazvučnog generatora aerosola rezonantne frekvence 800kHz, 1.3, 1.7 i 2.5 MHz kao i pilot postrojenje za sintezu prahova primenom dvofluidnog atomizera. Kao modifikacija aerosol sinteze, razvijena je i metoda za sintezu tankih filmova Pyrosol tehnikom. U toku je postavljanje elektrosprej aerosol metode za sintezu monodisperznih nanočestica i in-situ odredjivanje osnovnih karakteristika aerosola (koncentracija i raspodela veličina čestica). Primenom ovih metoda ostvarena je sinteza finih, sferičnih, submikronskih prahova i filmova kontrolisanog faznog i hemijskog sastava u kristalnom ili amorfnom stanju i u širokom opsegu sastava na bazi oksida, metala ili neoksida, koji se koriste za materijale u elektronskoj keramici, izradu strukturnih materijala, katalizatora, biomaterijala itd.

Razvijanje i posedovanje ovih metoda, koje pripadaju kategoriji nanotehnologija, čini Institut tehničkih nauka SANU jedinstvenim u zemlji i svrstava ga u grupu vodećih istraživačkih centara u svetu koji poseduju slične metode.

Aparatura za dobijanje submikronskih cestica i tankih filmova

Metoda sinteze praha u disperznom sistemu-aerosolu bazira se na formiranju aerosola polaznog rastvora zahtevane stehiometrije i kontroli njegovog razlaganja u visokotemperaturnom protočnom cevnom reaktoru kroz sukcesivne procese isparavanja, sušenja i heterogene reakcije gas/tečno-čvrsto. Obzirom da se reakcija odvija u disperznom sistemu na nivou kapi veličine nekoliko mikrona i da su brzine zagrevanja kapi/čestice veoma velike(20-300 K/s), ostvaruje se velika površina reakcije i sprečava kompoziciona segregacija.

Primenom metode elektrosprej aerosol sinteze, generišu se monodisperzne čestice aerosola u opsegu 2-100nm i u koncentraciji do 10 miliona čestica/cm 3.

Prednosti procesa aerosol sinteze

  u proizvodnji prahova
•  jednostavan postupak dobijanja oksidnih, neoksidnih, metalnih i kompozitnih prahova kompleksnog sastava
•  dizajniranje materijala na molekularnom nivou
•  sferna morfologija sa punim ili šupljim sferama
•  uska raspodela veličine čestica
•  veoma homogen sastav
•  amorfni i nanostrukturni prahovi
•  monodisperzne ili polidisperzne cestice
•  ekološko čisti materijali i tehnologije

  pri dobijanju filmova
•  brzina depozicije i debljina filma se lako kontrolišu
•  nema ograničenja za dimenzije i oblik supstrata
•  jednostavna mogućnost dopiranja filma sa svakim elementom, u svakoj proporciji dodatkom određenih dopirajućih elemenata u početni rastvor
•  mogućnost dobijanja slojevitih filmova i filmova sa gradijentom koncentracije
•  ne zahteva vakuum ni u jednoj fazi procesa

Do sada su ovom metodom kod nas na laboratorijskom ultrazvučnom i dvofluidnom pilot postrojenju iz različitih prekursorskih rastvora sintetizovani oksidni prahovi (ZnO, ZnO-Pt(IV), ZnO- Ru(III), Y3Al5O12:Ce, Gd2O3:Eu, NiO, SnO2, TiO2, TiO2-Pt, SiOy, Al2O3, MgO, Co3O4, BaTiO3, LiMn2O4, ZnO varistora, mulita, kordijerita, spinela, hidroksi-apatita, visokotemperaturnih oksidnih super-provodnika i nanokompozita tipa Ag:(Bi,Pb)-2223), metalni prahovi (Ni, Ni-Pd, Ni-Cu, LaNi 5, NiAl), karbidni prahovi (SiC). Takođe su sintetizovani tanki filmovi na bazi SnO2, TiO2, hidroksiapatita ovim postupkom. Nema ograničenja da se ovom metodom dobije bilo koji prah ili tanak film kontrolisane strukturne uređenosti.

morfologija filma
morfologija filma
   
morfologija filma
morfologija filma

Značajnije publikacije


| Aerosol sinteza finih čestica i filmova | Neravnotežni materijali i mehanohemija | Novi biomaterijali |
| Polimerne mikro i nanočestice u cilju kontrolisane dostave medikamenata |
| Sinteza i karakterizacija katodnih materijala za litijum jonske akumulatore
| Funkcionalno gradijentni materijali
|

 

 

 
   
Copyright © 2007 Institut tehničkih nauka Srpske akademije nauka i umetnosti