СИНТЕЗ НАНО- И МИКРОЧАСТИЦ УГЛЕРОДА НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ ГАЗОФАЗНОГО МЕТОДА
Ключевые слова:
наночастицы, пылевая плазма, наноматериалы, газовые разряды.Аннотация
В данной работе были разработан и исследован метод синтеза нано- и микрочастиц углерода и зависимость их роста от параметров плазмы. Синтез нано- и микрочастиц углерода проводился в плазме ВЧ разряда в смеси газов метана (2%) и аргона (98 %) при разных значениях давления, мощности и времени синтеза. На основе графических и математических расчетов были построены зависимости напряжения самосмещения и концентрации электронов от параметров плазмы. Также были получены графики зависимости времени зарождения наночастиц от температуры газа при разных параметрах плазмы и распределение диаметра и концентрации наночастиц от времени синтеза в плазме Ar/CH4. Температура газа варьировалась в пределах от 100 оС до - 30 оС. Было определено, что время формирования и роста наночастиц увеличивается при нагревании плазмо-образующего газа, а при снижении температуры оно уменьшается.
Библиографические ссылки
(1) Merget R, Bauer T, Küpper HU, Philippou S, Bauer HD, Breitstadt R, Bruening T. Health hazards due to the inhalation of amorphous silica // Arch Toxicol. 2002 Jan;75(11-12):625-34.
(2) Erogbogbo F., Tao Lin T., Tucciarone P.M., LaJoie K.M., Lai L., Patki G.D., Prasad P.N., Swihart M.T. On-Demand Hydrogen Generation using Nanosilicon: Splitting Water without Light, Heat, or Electricity // Nano Lett., 2013, 13(2), pp 451–456. https://doi.org/10.1016/S0010-2180(99)00135-2
(3) Осипов В.В., Котов Ю.А., Иванов М.Г., Саматов О.М. Смирнов П.Б. Применение мощного импульсно-периодического СО2- лазера с высоким КПД для получения нано- размерных порошков // Изв. АН. Сер. Физическая. – 1999. – Т. 63, № 10. – С. 1968 – 1971. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2004.05.010
(4) Andrew S. H., Mark J. F., and Brian S. M., Mechanochemical Synthesis of Blue Luminescent Alkyl/Alkenyl-Passivated Silicon Nanoparticles // WILEY-VCH VerlagGmbH&Co. KGaA, Weinheim / – Adv. Mater. – 2007, №19, – pp. 3984–3988.
(5) Ермекова Ж.С., Мансуров З.А., Мукасьян А.С. Самораспространяющийся высо- котемпературный синтез субмикронного по- рошка кремния // Горение и Плазмохимия. – 2009. – Т.7, №1. – С.1-6.
(6) Benjaram M. Reddy, Gunugunuri K. Reddy, Ibram Ganesh Jose M.F. Ferreira. Single step synthesis of nanosized CeO2–MxOy mixed oxides (MxOy = SiO2, TiO2, ZrO2, and Al2O3) by microwave induced solution combustion synthesis: characterization and CO oxidation // J. of Materials Science Letters. – 2009. – Vol. 44, № 11. – P. 2743-2751.
(7) Hiromichi H. and Yukiya H., Hydrothermal Synthesis of Metal Oxide Nanoparticles in Supercritical Water // Materials – 2010, №3, – pp. 3794-3817. https://doi.org/10.1016/S0082-0784(81)80051-3
(8) Dorothée V. S., Sabine S., Microwave Plasma Synthesis of Materials From Physics and Chemistry to Nanoparticles: A Materials Scientist’s Viewpoint// Inorganics – 2014, 2, – pp. 468- 507. https://doi.org/10.1002/bbpc.19920960702
(9) Boufendi L. and Bouchoule A. Particle nucleation and growth in a low – pressure argonsilane discharge // Plasma Sources Sci. Technol. – 1994. – Vol. 3. – P. 262.
(10) Номоев А.В., Бардаханов С.П., Синтез, строение наночастиц металл/полупроводник Ag/Si, полученных методом испарения-конденсации // Письма в ЖТФ, – 2012, том 38, вып. 8. С. 46-53.
(11) Orazbayev S.A., Ramazanov T.S., Gabdullin M.T., Dosbolayev M.K., Batryshev D.G. Synthesis of nano- and microparticles from gaseous phase in the RFCD plasma// Book of Abstracts of the 6th International Conference on Advanced Nanomaterials, (ANM). – Aveiro, Portugal, 2015. – P.110.
(12) Orazbayev S.A., Ramazanov T.S., Dosbolayev M.K., Gabdullin M.T., Batryshev D.G., Silamiya M. Synthesis of nanoparticles and nanofilms in dusty plasma for obtaining of composite materials // Book of Abstracts of the 7th International Conference on the Physics of Dusty Plasmas (ICPDP). – New Delhi, India, 2014. – P. 99. https://doi.org/10.1038/352139a0
(13) Gabdullin M.T., Orazbayev S.A., Slamia M., Batryshev D.G., Dosbolaev M.K., Ramazanov T.S., Investigation of the process of synthesis of carbon nano and microparticles in RF plasma discharge // Abstracts of the III International Scientific Conference "Modern problems of condensed matter physics, nanotechnology and nanomaterials ». – Almaty, Kazakhstan, 2014. – P. 121. (In Russian) https://doi.org/10.1016/j.proci.2004.08.238
(14) Оразбаев С.А., Рамазанов Т.С., Досболаев М.К., Батрышев Д.Г., Буфенди Л. Көміртегі нанобөлшектер синтезінің ЖЖ разряд плазмасының параметрлеріне тəуелділігін зерттеу // Журнал Известия НАН РК, серия физико-математическая. – 2015. – №3. – С. 186-190.
(15) Orazbayev S.A., Ramazanov T.S., Dosbolayev M.K., Nurbolat K. Spectroscopic diagnostics of Ar/CH4 and Ar/C2H2 gas mixtures plasma// Book of Abstracts of the 15th International Conference on the Physics of Non-Ideal Plasmas, Almaty, Kazakhstan. – 2015. – C. 121. https://doi.org/10.1016/S0008-6223(02)00276-2
(16) Ramazanov T.S., Jumabekov A.N., Orazbayev S.A., Dosbolayev M.K., and Jumagulov M.N., Optical and kinetic properties of the dusty plasma in radiofrequency discharge // Phys. Plasmas 19, 023706 (2012); doi: 10.1063/1.3690103
(17) Orazbayev S.A., Ramazanov T.S., Dosbolayev M.K., Silamiya M., Optical diagnostics of plasma in a gaseous mixture of RF discharge// Abstract Booklet of the XXII Europhysics Conference on Atomic and Molecular Physics of Ionized Gases (ESCAMPIG). - Greifswald, Germany, 2014. – P.P1-05-12. https://doi.org/10.1002/(SICI)1521-3773(19981002)37:18<2434::AID-ANIE2434>3.0.CO;2-L
(18) Orazbayev S.A., Ramazanov T.S., Dosbolayev M.K., Silamiya M., Jumagulov M.N. Spectroscopic diagnostics of plasma gas mixtures in radio frequency discharge // Book of abstracts of the 14th International Conference on the Physics of Non-Ideal Plasmas. – Rostock, Germany, 2012. – P.152. https://doi.org/10.1016/S0082-0784(96)80053-1
(19) Orazbayev S.A., DosbolayevМ.K., Silamiya M., Jumagulov M.N., Ramazanov T.S. Optical properties of the dusty plasma in RF discharge// 16thBook of abstracts of the International Congresses on Plasma Physics and 39thEuropean Physical Society Conference on Plasma Physics (EPS/ICPP). – Stockholm, Sweden, 2012. – P.2.130. https://doi.org/10.1038/nature02180
(20) Bouchoule A. and Boufendi L. Particulate formation and dusty plasma behaviour in argon-silane RF discharge // Plasma sources Sci. Technol. – 1993. – Vol. 2. – P. 204. https://doi.org/10.1039/c0cc05139j
(21) Bhandarkar U., Kortshagen U. and Girshick S. L. Numerical Study of the Effect of Gas Temperature on the Time for Onset of Particle Nucleation in Argon-Silane Low Pressure Plasmas // Journal of Physics D. – 2003. – Vol. 36. – P. 1399. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2011.07.024
(22) Cavarroc M., Jouanny M. Ch., Radouane K., Mikikian M., Boufendi L. Self-excited instabilities occurring during the nanoparticle formation in an Ar–SiH4 low pressure radiofrequency plasma // J. Appl. Phys. – 2006. – Vol. 99. – P. 064301. https://doi.org/10.1007/978-3-642-85167-4
(23) Wattieaux G., Mezeghrane A., Boufendi L. Electrical time resolved metrology of dust particles growing in low pressure cold plasmas // Physics of Plasmas. – 2011. – Vol. 18. – P. 093701. https://doi.org/10.1007/s10891-011-0459-y
(24) Orazbayev S.A., Gabdullin M.T., Ramazanov T.S., Dosbolayev M.K., Slamiya M. The method for synthesis nanoparticles from gas phase// Book of Abstracts of the 8th International conference on Plasma Physics and Plasma Technology (PPPT). – Minsk, Belarus, 2015. – P. 490. https://doi.org/10.1134/S1990793114010059
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
