дефекты в наносистемах. Наножйедегі ааулар
 Скачать 17.02 Kb.
|
|
ЯФ-51 Анарбек Сымбат Наножүйедегі ақаулар. Наноқұрылымдардағы ұзартылған интерфазалық шекаралардың болуы, ақаулардың көптеген орналасуларының пайда болуына және өзара тығыз байланыстағы кернеулердің пайда болуына алып келеді. Межфаза шекараларының тығыздығы да олармен байланысты, мысалы, 7 нм нанокристаллит үшін 1019 см-3. Межфаза шекараларының қалыңдығы 1 нм құрайды және бірнеше атомдық қабаттарды қамтиды. Интерфазалық шекаралардың атомдық тығыздығы нанокристаллиттердің тығыздығынан 20-40% төмен. Интерфейстегі атом тығыздығының төмендеу себебі - әртүрлі кристаллит құрылымдары арасында бір-біріне қатысты кездейсоқ бағдарлар арасындағы сәйкессіздік. Келіспеушілік шекарасынан нанокристаллитке дейінгі үлкен стресстік өрістерді тудырады. Бұл кернеулер кристаллдардағы бет атомдарының қосымша жылжуын тудырады. Атомдық қоныс аударулар мен кернеулер интеркластерлік өзара әрекеттесу сипатына және интератомдық әлеуеттің түріне байланысты. Ортааралық өзара әрекеттесу стресстерді, артық энергияны және кластерлік шекарада артық қысым қалыптастырады. Кластердегі дислокацияның концентрациясы кластер бетінің көлеміне қатынасы арқылы анықталатын болса, онда артық кластерлік энергияның тығыздығы   Мұнда Еd- бір шығуға арналған энергия G - қайырмалы модуль, b=a0/4- Бургерc векторы, v=0.3 - Пуассон коэффициенті, r- Дислокация әсері сақталатын ең көп қашықтық, r0 ең аз орналасу мөлшері R- Кластердің өлшемі, a - Кластердің беткі қабатының қалыңдығы. Максимум ақау шоғырлануы 10-50 нм кластер өлшемдеріне жатады. Мұндай кластерлер артық артық энергияға ие. Осылайша, артық энергияның тығыздығы K кластерінің өлшемі артып, көлемдік материал үшін нөлге ұмтылады. Кішкентай нанокластерлер үшін осы көзқарасты қолдану кластердің беткі қабатының қалыңдығы шектелгенін, атап айтқанда, тек қана кластердің артық энергиясын A> o көмегімен есептеу үшін пайдаланылуы мүмкін. Наноқұрылымдардың қасиеттеріне және ақаулардың әсерін қарастыру үшін наносистеманың өлшем факторы мен наносистемадағы ақаулардың тығыздығы арасындағы байланыс қызығушылық тудырады. Күмән жоқ, бұл факторлар өзара байланысты, бірақ микроскопиялық атомдық үлгілер көптеген белгісіз факторларды, бетінің микроскопиялық күйін және кластердің ішкі қабаттарын, интеркластерлік өзара әрекеттесу түрін, бөлшектердің пішінін және т.б. ескеруді талап етеді. Наноқұрылымдардағы ақаулардың болуы және олардың наносистемалардағы құрылымдық өзгерістері бар болуы радиоактивті заттың диффузия жылдамдығының макролейлік зат арқылы немесе наносистеманың жалпы магниттік сезімталдықты өлшеуі арқылы және микроскопиялық әдістермен: позитронды аннигиляция немесе Мессбауэрлық спектроскопия арқылы зерттеледі. Наноқұрылымдағы кемшіліктерді анықтаудың келесі мысалында наноқұрылымды температуралық жануды зерттеуде мессбауэр спектроскопиясын қолдануға жатады. 200-350 o С температурада азотпен алынатын аммиак синтезіне арналған наноқұрылымды кластерлік катализатор зерттелді, темірдегі азоттың концентрациясы 14-2% құрайды. ол 7- және е-темір нитридтерінің нанофазаларын құрайды. Межфазалық шекаралар мен ақаулардың әсерінен клапанның мөлшерінің ұлғаюы мен ұлғаюы ұқсас әсерін темір атомдарының қосылысымен мыс наноқұрылымдарының магниттік сезімталдықты өлшеуімен байқалды. |