Spinodális bomlás és anyagok
A spinodál egy olyan fázisdiagram, amely a metastabil állapotok (fázisok) régiót elválasztja a labilisaktól, vagyis teljesen instabil. Az instabil fázis spontán bomlik stabil fázisokká. Ez egy visszafordíthatatlan folyamat, amelyet a keverék összetevőinek koncentrációi helyi ingadozása határoz meg.
A spinodális bomlás eltér a metastabilis fázisok bomlásától, mivel ez utóbbi az embriók képződéséhez kötődik, és az előbbi egyenletesen jelenik meg az egész anyagban.
A spinodális bomlás különböző anyagokban történik: ötvözetek, szemüvegek, gélek, kerámiák, folyékony oldatok és polimer oldatok. Példaként egy olyan finom szemcsés szerkezetű, inhomogén keverék keletkezik, amely bizonyos szilárd oldatok hirtelen hűtését eredményezi. [1]
Az alábbiakban bemutatunk néhány példát a spinodális bomlás alkalmazásáról különböző funkcionális tulajdonságokkal rendelkező anyagok előállítására.
A [3] spinodal bomlását szilárd oldatok epitaxiális Alx Ga1-X néven és Gax In1-x P előfordul, hogy egy periodikus eloszlása csapadékok, és ennek eredményeként, rendelési nano- és mikro falfelületen kidomborodás a szilárd oldatot, ami javítja a félvezető tulajdonságokkal.
A papír [4] a termoelektromos anyagok előállítását szemlélteti, különösen a Pb0.36 Ge0.64 összetételű ötvözet alapján. Hatékony kétfázisú termoelektromos anyag előállításához rendkívül fontos a diffúziós együttható csökkentése (a pontszerű nanoreffektusok és
határ szétszóródási hatások). A spinodális bomlás hatására az anyag képződése során az öregedési idő (500 ° C-on 730 ° C) 1-2 percre csökkenthető. Ugyanakkor a diffúziós együttható minimális értékét egy 1 perces öregítési idővel érik el (1.
A hővezetőképesség jelensége a villamos energia hőmérsékletváltozássá való átalakulásához kapcsolódik. Ezenkívül ezt a megközelítést használják fűtött hűtéshez és villamosenergia előállításához. Az ilyen anyagok hatékonysága az alkotóelemek különböző tulajdonságainak kombinációjától függ, és a ZT együtthatóval fejeződik ki. Kereskedelmi alkalmazás lehetséges a ZT-vel körülbelül 0,8. És csak néhány ismert anyagnak van egy ZT-értéke meghaladja az egyiket.
Továbbá a nanostrukturált, nagyon alacsony hővezető képességű termoelektromos anyagok előállítását is figyelembe veszik [5]. Rendszer (PbTe) 1-x (PBS) x (Pb0,95 Sr0,05 Te) 1-x (PBS) x szilárd oldatok nem. Ezek telített PbTe és PbS régiókból állnak. De, hála a folyamat spinodal bomlás, a mérete ezek a területek olyan kicsi, hogy annak jellemzőit kapott anyag megfelel egy normál szilárd oldat. Ezeknél a rendszereknél x = 0,08 ZT ~ 1,5. (hatások keveréke jelenik meg: nukleáció és spinodális bomlás). Ez sokkal magasabb, mint a nem nanostruktúrájú, azonos összetételű anyagok minden hőmérsékletén. A spinodális bomlás lehetővé teszi egy metastabilis, egyfázisú szilárd oldat előállítását, amely két térfogati frakcióból áll, termodinamikailag stabilabbá. A 2. ábra vázlatosan mutatja a spinodális bomlás (csíkok) és a nukleáció és a növekedés (pont) közötti különbséget.
A spinodális pusztulás elve a poliszulfonmembránok víz tisztítására szolgáló mechanizmusának alapja is [6]. E folyamat hipotetikus modelljét az 1. ábrán mutatjuk be.
Szintén nano- és mikropórusok jelenlétében spinodális bomlás alkalmazható nanocsövek és nanoródák szintetizálására. [7]
Készítette: Sh.A.E. Silich K.A. Pogosova M.A. (Kémiai Tanszék, Moszkvai Állami Egyetem)
Átlagos értékelés: 10.0 (szavazat 1)
A nanotechnológiai technológia területén szerzett tapasztalat
Ebben a felmérésben arra kérjük Önt, hogy ossza meg tapasztalatait és hozzáállását a nanotechnológia technológiájával és a kapcsolódó területekkel kapcsolatban. Köszönjük előre a megkülönböztetésedért!
Projektmunkák
Ma az iskolák úgynevezett projektmunkája egyre népszerűbb, de ebből a szempontból nagyon különböző vélemények vannak. Hálásak lennénk, ha röviden véleményt nyilvánítanánk ezzel a kérdéssel, szavazással. Köszönjük előre!