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

 

Только ножки торчат
Только ножки торчат

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Броуновское движение скирмионов.Растягиваем графен правильно. Красное вино, кофе и чай помогают создавать материалы для гибкой носимой электроники. Металлическая природа кремния и углерода.

К 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире
Эксперты отметили рост числа научных публикаций отечественных ученых и сообщили, что к 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире по публикационной активности.
27 – 29 ноября в рамках юбилейных мероприятий Химического факультета МГУ и торжественной церемонии закрытия Международного года Периодической таблицы химических элементов эксперты подвели итоги 2019 г.

Итоги Менделеевского Года
28 ноября в Фундаментальной библиотеке МГУ состоялось торжественное закрытие Международного года Периодической таблицы химических элементов Д.И.Менделеева.

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.

Мембраны правят миром
Коллектив авторов, Гудилин Е.А.
Ученые МГУ за счет детального изучения структурных и морфологических характеристик материалов на основе оксида графена и 2D-карбидов титана, а также моделирования их свойств, улучшили методы создания мембран для широкого круга практических применений.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

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.