Ze wzgledu na rozbudowana powierzchnie maych ziaren i duze siy adhezji
wiazace ziarna w trwae struktury, nanoproszki nie sa mieszanina oddzielnych
krystalitów, lecz podczas syntezy poszczególne ziarna acza sie w
rozgaezione ancuchy, które luzno wypeniaja przestrzen, tworzac
struktury fraktalne. Skonnosc nanokrysztaów do tworzenia fraktali
masowych jest funkcja ich rozmiaru: w proszkach o ziarnie ponizej
10 nm takie zachowanie jest regua. Wzrost fraktala odbywa
sie we wszystkich kierunkach: do zarodka doaczaja nowo zsyntetyzowane
krystality i tworzace sie w ten sposób ziarno fraktalne moze osiagac
makroskopowe rozmiary, jak na rys. 3.8.
Gestosc ziarna fraktalnego nie jest staa i maleje wraz z odlegoscia
od jego srodka (zarodka):
gdzie DM jest masowym wymiarem fraktalnym zawsze mniejszym
od 3. Poniewaz najczesciej
DM
1÷2, proszki
nanokrystaliczne sa niekiedy bardzo lekkie (kilkanascie gramów wypenia
objetosc
1 dm3). Dzieki zwiazkowi (3.22)
gestosci ziaren fraktalnych z wymiarem DM, rozpraszanie
niskokatowe promieni rentgenowskich (Small Angle X-Ray Scattering,
SAXS), które odbywa sie na zmianach gestosci elektronowej,
umozliwia wyznaczanie wymiaru DM. Chociaz fraktalne ziarna
nanokrystalicznych SiC i diamentu sa dosc odporne mechanicznie,
przyozenie duzego nacisku podczas zageszczania proszku amie gaezie
fraktala i zmienia mikrostrukture proszku.
W tym rozdziale przedyskutowany zostanie wpyw cisnienia na mikrostrukture
nanoproszków SiC i diamentu zbadany przy pomocy rozpraszania
niskokatowego.
Figure 3.8:
Ziarna fraktalne moga byc bardzo
duze chociaz skadaja sie z nanokrysztaów. Zachowuja wasnosci wasciwe
dla skali nano pomimo, ze widac je goym okiem (to na zdjeciu ma ok.
0.01 mm
srednicy, czyli tyle co punkt drukarki atramentowej). Gestosc ziarna
fraktalnego nie jest staa, lecz maleje z odlegoscia od jego srodka
jak
rDM-3. Taka struktura jest dosc odporna
mechanicznie - zaamuje sie dopiero w cisnieniu kilku tysiecy atmosfer.
Na zdjeciu nanokrystaliczny
SiC (#k1).
|
Subsections
roman pielaszek
2003-01-13