Презентация на тему Наноалмазы детонационного синтеза

кристаллическую решётку — углеродная наноструктура. Имеет кристаллическую решётку типа алмаза —

углеродная наноструктура. Имеет кристаллическую решётку типа алмаза: планаксиальный класс кубической сингонии — углеродная наноструктура. Имеет кристаллическую решётку типа алмаза: планаксиальный класс кубической сингонии, две гранецентрированных решётки Браве — углеродная наноструктура. Имеет кристаллическую решётку типа алмаза: планаксиальный класс кубической сингонии, две гранецентрированных решётки Браве, сдвинутые друг относительно друга на 1/4 главной диагонали. Характерный размер одного нанокристалла 1÷10 нанометров — углеродная наноструктура. Имеет кристаллическую решётку типа алмаза: планаксиальный класс кубической сингонии, две гранецентрированных решётки Браве, сдвинутые друг относительно друга на 1/4 главной диагонали. Характерный размер одного нанокристалла 1÷10 нанометров. Наноалмазы, или ультрадисперсные алмазы, можно рассматривать как специфический наноуглеродный материал, входящий в семейство наноуглеродных кластеров — углеродная наноструктура. Имеет кристаллическую решётку типа алмаза: планаксиальный класс кубической сингонии, две гранецентрированных решётки Браве, сдвинутые друг относительно друга на 1/4 главной диагонали. Характерный размер одного нанокристалла 1÷10 нанометров. Наноалмазы, или ультрадисперсные алмазы, можно рассматривать как специфический наноуглеродный материал, входящий в семейство наноуглеродных кластеров вместе с фуллеренами — углеродная наноструктура. Имеет кристаллическую решётку типа алмаза: планаксиальный класс кубической сингонии, две гранецентрированных решётки Браве, сдвинутые друг относительно друга на 1/4 главной диагонали. Характерный размер одного нанокристалла 1÷10 нанометров. Наноалмазы, или ультрадисперсные алмазы, можно рассматривать как специфический наноуглеродный материал, входящий в семейство наноуглеродных кластеров вместе с фуллеренами, нанотрубками — углеродная наноструктура. Имеет кристаллическую решётку типа алмаза: планаксиальный класс кубической сингонии, две гранецентрированных решётки Браве, сдвинутые друг относительно друга на 1/4 главной диагонали. Характерный размер одного нанокристалла 1÷10 нанометров. Наноалмазы, или ультрадисперсные алмазы, можно рассматривать как специфический наноуглеродный материал, входящий в семейство наноуглеродных кластеров вместе с фуллеренами, нанотрубками, нанографитом, «луковичной» формой углерода. Алмазные частицы обладают различными физико-химическими свойствами, отличающимися от иных форм углерода. Свойства наноалмазов существенным образом зависят от метода получения.

Среди них наиболее распространены следующие:
получение из природных алмазов физическими

методами;
синтез при сверхвысоких давлениях и температурах;
электронно- и ионно-лучевые методы, использующие облучение углеродсодержащего материала пучками электронов и ионами аргона;
химическое осаждение углеродосодержащего пара при высоких температурах и давлениях;
детонационный синтез;
электрохимическое осаждение на аноде.

продукт взрывного разложения углеродсодержащих ВВ с отрицательным кислородным балансом,

образованный из части высвободившегося углерода в виде наноалмазов (3-10 нм) в результате химических и физических процессов за фронтом детонационной волны.
ДНА сочетают в себе наноразмерность, химическую стойкость алмазного ядра и активность периферической оболочки.
Первичный последетонационный продукт – алмазосодержащая шихта (АШ) содержит: ДНА, неалмазный углерод и техногенные загрязнения – металлы и их производные.

8 нм



Алмазное ядро
Поверхностные функциональные группы и адсорбированная вода

аморфный углерода sp3 → sp2 структуры
0.4 - 1 нм

На рисунке изображена общепринятая модель

и массу взрываемых зарядов;
отсутствуют необходимость в дорогих и дефицитных

расходуемых материалах, т.е. твердых сплавах, легированных сталях, не нужны металлы-катализаторы (никель, марганец);
в результате синтеза в сильнонеравновесных условиях получаются уникальные поликристаллические порошки алмаза с нанокристаллической структурой.
К недостаткам относятся:
- наличие взрывных работ, изготовление и транспортировка зарядов являются потенциально опасными процессами.

Детонационный синтез ДНА имеет следующие преимущества перед статическим синтезом

синтеза алмаза из графита
B — Область детонационного синтеза алмаза

из графита
C — Область существования графита
D — Область детонационного синтеза наноалмазов (ДНА) из углерода взрывчатых веществ
BEF — линия перехода графита или гексагонального алмаза в алмаз кубический

К, давление – до 30 ГПа;
На 1 кг взрывчатого

вещества (ВВ) необходимо ~2-4 м3 объема камеры;

Заряды ТГ
Выход ДНА зависит от:
состава заряда ВВ;
формы заряда;
соотношения массы заряда и объема камеры;
бронировки заряда и среды подрыва в емкости камеры;
места инициирования заряда

Максимальный достигается при выход ДНА :
использовании сплава октогена или гексогена с тротилом (40-70 масс. %);
максимально возможной плотности заряда (~1650 кг/м3);
максимально сильном инициирующем импульсе подрыва ВВ;
оптимальной форме заряда в виде удлиненного цилиндра (l/d > 2) или усеченного конуса ;
использовании водного раствора восстановителя в качестве бронировки заряда.

синтез:
тротил:гексоген = 2:3, заряд бронируют водным раствором восстановителя.

Подрыв

производят в инертной атмосфере

синтез
Химическая очистка
Отмывка ДНА от кислот
Модификация продукта
Кондиционирование продукта
Система улова и

утилизации кислых паров и газов
Подготовка и рецикл HNO3
Водоподготовка

для термо-окислительной обработки АШ под давлением
2 – узел гомогенизации
3

– узел отмывки гидрозоля от кислот в каскаде противоточных отстойников
4 – пульт управления
5 – узел очистки газовых выбросов от окислов азота

себя установки получения стабилизированных водных гидрозолей ДНА с использованием

ультразвуковой обработки в присутствии ПАВ (а) и установки распылительной неравновесной сушки (б), а также узел подготовки очищенной воды методом обратного осмоса (в).

в

а

б

композиционных материалов, таких как: металл-алмазные

покрытия; - алмазные спеки; - мембраны; - резины и пластмассы; - полировальные системы; - масляные композиции.
ДНА – это также основа для: - селективных адсорбентов и катализаторов; - нового поколения необычных по эффективности лекарств и биологических объектов.