Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Получение сплавов и со-кристаллов металлов совместной сублимацией с последующим нагревом

Ключевые слова:  CVD, конкурс тем, со-сублимация, сокристаллы, сплавы, учителю

Автор(ы):  Рычков Денис Александрович

30 декабря 2011

Название(я): Получение сплавов и со-кристаллов металлов совместной сублимацией с последующим нагревом.

Основной предмет (школа): физика, химия

Область знания (ВУЗ): физическая химия, композиционные материалы, рост кристаллов, материаловедение, металлообработка, химия твердого тела.

Оригинальность: В ходе работы предполагается получение многофункциональных покрытий путем со-сублимации паров несмешивающихся металлов на холодной поверхности с последующим нагреванием. Данный подход к получению сплавов и со-кристаллов несмешивающихся металлов позволяет получать материалы недоступные стандартными методами. Данные процессы возможны в результате возникновения термодинамически неравновесных условий, создаваемых методом со-сублимации (co-sublimation). Частицы с радиусом в несколько десятков нанометров проявляют особые свойства ввиду избыточной поверхностной энергии. Данный подход является оригинальным методом организации новых поверхностей и частиц и объединяет достоинства получения композитных материалов и наночастиц.

Актуальность: Металлы и их сплавы широко используются во многих областях науки и техники. В качестве примера можно привести производство процессоров для современных вычислительных машин. Ни для кого не секрет, что разные металлы обладают различными свойствами. Использование сплавов позволяет сочетать некоторые из них. Тем не менее, получить сплавы или распределить один металл в другом (система «матрица – объекты включения») удается не всегда. В данной работе предлагается оригинальный подход для решения актуальной задачи получения новых материалов с различными физико-химическими свойствами.

Новизна: самостоятельное получение многофункциональных композитных материалов с нестандартной морфологией. Попытка получения новых сплавов. Вариация условий для получения новых морфологических структур со-кристаллов металлов.

Обоснованность: существуют экспериментальные подтверждения успешности и целесообразности подхода со-сублимации с последующим нагревом для несмешивающихся металлов. В литературе найдены условия эксперимента для получения частиц альфа-железа (16нм), покрытых литием (45нм), а также информация о возможности получения сплавов несмешивающихся металлов. Вариация условий нагрева не представляет сложности с экспериментальной точки зрения. Оборудование, недоступное для школьной лаборатории, возможно использовать в режиме сотрудничества в институтах СО РАН.

Цель: получение новых сплавов и изменение состава уже известных нестандартных структур. В качестве базовой структуры для изменения морфологии взята частица альфа-Fe (16нм), покрытая литием (45нм), получаемая методом со-сублимации с последующим нагревом.

Задачи:

1. Ознакомление с основами термодинамики и физической химии

2. Литературный поиск и обзор по теме со-сублимации, со-кристаллизации металлов

3. Литературный поиск несмешивающихся металлов, составление матрицы экспериментов

4. Ознакомление и освоение устройства и техники CVD (в сотрудничестве с ИК СО РАН)

5. Проведение экспериментов по со-сублимации, нагрев до различных температур

6. Получение экспериментальных частиц и сплавов.

7. Анализ полученных образцов методами Электронной Микроскопии, Силовой Зондовой Микроскопии, Рентгеновской дифракции (в сотрудничестве с СО РАН)

8. Обработка и анализ полученных данных.

9. Выявление зависимостей и построение графиков «условия эксперимента – получение/изменение морфологии частиц»

10. Обсуждение зависимостей и полученных данных.

Экспериментальные подходы: физические методы получения функциональных материалов и композитов, CVD, со-сублимация с последующим нагревом.

Методические подходы: освоение основ физической химии, обучение стратегии и тактики эксперимента, обучение экспериментальным техникам и подходам для решения практических задач. Демонстрация самых современных методов получения композиционных материалов. Самостоятельное освоение ПО для построения зависимостей и графиков.

Требующиеся нестандартные реактивы и ресурсы: CVD, ЭМ, СЗМ, Рентгеновская дифракция (в сотрудничестве с СО РАН)

Освоение школьником теоретического материала: основы физической химии, основы термодинамики, наноразмерные эффекты частиц.

Навыки, получаемые школьником: работа с экспериментальным оборудованием, расшифровка данных и их интерпретация, освоения ПО для построения зависимостей.

Предшествующий материал по школьной программе: химия элементов, неорганическая химия, основы физической химии.

Роль учителя: общее руководство проектом, обеспечение литературой

Возможная помощь тьюторов: консультативная помощь, проверка правильности составления и проведения экспериментов, поиск и обеспечение специализированной литературой, инструментальная поддержка (СЗМ, ЭМ, РФА)

Техника безопасности: стандартная техника безопасности для работы на электрооборудовании с высоким вакуумом и рентгеновским излучением (без реального контакта работающих школьников с излучением).

Примечания: желательна команда, способная обеспечить проект необходимым оборудованием.

 

 
Средний балл: 10.0 (голосов 1)

 



Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Зерно или яйцо?
Зерно или яйцо?

Премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год
Объявлены лауреаты премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год. Премией отмечены 50 работ молодых столичных ученых. Среди лауреатов 12 сотрудников МГУ имени М.В.Ломоносова. Конкурс на получение премий Правительства Москвы молодым ученым проводится с 2013 года. Торжественное награждение победителей состоится 7 февраля 2020 года в Государственном Кремлевском дворце.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Перерождение кремния: от полупроводника к металлу. Морская губка – основа для создания новых наноструктурных композитов. Нитрид-борные аналоги углеродных колец. Лучшие научные сюжеты года по версии APS. Сверхпроводимость ставит новый температурный рекорд. Звук переносит массу? Всяко-разно.

Наносистемы: физика, химия, математика (2019, том 10, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume10/10-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Да пребудет с вами сила плазмонов!
А.А.Семенова, Э.Н.Никельшпарг, Е.А.Гудилин, Н.А.Браже
Ученые Московского университета приблизились к решению проблем современной медицинской диагностики с использованием единичных клеток и их органелл путем разработки новых неинвазивных оптических методов анализа.

Юрий Добровольский: «Через 50 лет вся энергия будет вырабатываться биоорганизмами»
Андрей Бабицкий, Юрий Добровольский
Главный редактор ПостНауки Андрей Бабицкий побеседовал с химиком Юрием Добровольским о науке о материалах, будущем энергетики и новых аккумуляторах

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.