Wzgledna szerokosc GSD a metoda syntezy

Stwierdzono, ze stosunek wyznaczonej doswiadczalnie dyspersji $\sigma$ do wartosci sredniej < R > rozkadu wielkosci ziaren jest w przyblizeniu stay i charakterystyczny dla miejsca syntezy materiau. Prawidowosc ta pozostaje prawdziwa nawet dla proszków znacznie rózniacych sie srednim rozmiarem ziarna (tabela 3.2).

Table: Przykady wyników dopasowan krzywej Pearson7 (parametry a₂ i a₃) do najsilniejszych linii dyfrakcyjnych (o indeksie hkl i poozeniu q) próbek SiC otrzymywanych dwoma metodami: w pomieniu (k6v, k8) oraz z pirolizy materiaów krzemoorganicznych w kontrolowanej temperaturze (157k, ew3k). Wielkosc ${\frac{{<R>}}{{\sigma }}}$ jest charakterystyczna dla metody otrzymywania materiau.

Próbka		hkl	q	a2	a3	< R >	$\sigma$	${\frac{{<R>}}{{\sigma }}}$
SiC	k6v	022	4.08	0.0319672	0.7295257	141.9	119.7	1.18
SiC	k6v	113	4.78	0.0333162	0.7295257	134.2	115.5	1.16
SiC	k6v	222	4.99	0.0333162	0.7176996	109.9	94.4	1.16
SiC	k8	022	4.10	0.0164973	0.7443229	279.2	230.5	1.21
SiC	k8	044	8.18	0.0185272	0.75501	251.2	204.3	1.23
SiC	k8	113	4.79	0.0181521	0.7737516	260.7	206.8	1.26
SiC	157k	022	4.10	0.2026393	1.1512892	27.8	15.7	1.77
SiC	157k	113	4.78	0.2138783	1.1921648	26.6	14.6	1.82
SiC	ew3k	022	4.10	0.2476773	1.3118399	23.5	12.1	1.95

Po przeanalizowaniu wszystkich posiadanych materiaów istotnie dao sie je pogrupowac wedug wasciwej im wzglednej szerokosci rozkadu wielkosci ziarna, rys. 3.7. Z rys. 3.7 widac, ze zaleznie od genezy proszków nanokrystalicznych, ich wzgledne dyspersje róznia sie nawet dwa razy: diament otrzymywany z eksplozji (II) ma rozkad wielkosci krystalitów przeszo dwukrotnie szerszy niz SiC (V) posiadajacy ziarna podobnej wielkosci, lecz otrzymywany z izotermicznego wygrzewania materiau amorficznego (por. 1.3.1 i 1.3.2). Weglik krzemu syntezowany w pomieniu posiada wartosc ${\frac{{<R>}}{{\sigma }}}$ lokujaca sie pomiedzy tamtymi dwoma.

Zaobserwowano nastepujace ogólne prawidowosci:

• proszki otrzymywane przez wzrost z fazy gazowej (synteza z wegla uwalnianego z materiau wybuchowego, pomien silanu) maja szersze rozkady wielkosci ziaren niz materia syntezowany w ciele staym (piroliza krzemoorganików, synteza diamentu z grafitu). Wiaze sie to prawdopodobnie transportem masy w trakcie syntezy.
• proszki otrzymywane w warunkach duzego gradientu temperatur, w silnie egzotermicznych, gwatownych procesach w osrodku o maej przewodnosci cieplnej (przemiana fazowa grafitu otaczajacego jadro wybuchu, pomien silanu) maja szersze rozkady wielkosci ziaren niz materia syntezowany w mniejszych gradientach temperatury i osrodkach lepiej przewodzacych ciepo. Wiaze sie to prawdopodobnie transportem ciepa w trakcie syntezy.

Figure: Zaleznosc ${\frac{{<R>}}{{\sigma }}}$ rozkadu wielkosci ziaren od mechanizmu syntezy nanokrysztaów. Rózne próbki tego samego pochodzenia, nawet o ziarnach bardzo rózniacych sie wielkoscia (tutaj: od 25 do 270Å), wykazuja zawsze podobny stosunek ${\frac{{<R>}}{{\sigma }}}$. (I, III)- diament otrzymywany z przemiany fazowej grafitu w warunkach eksplozji, (II)- diament otrzymywany wegla zawartego w dynamicie w czasie jego eksplozji, (V)- SiC otrzymywany metoda izotermicznej pirolizy zwiazków krzemoorganicznych, (VI)- SiC otrzymywany w pomieniu silanu w metanie. (IV)-symulowane dane SiC pokazano dla oszacowania niepewnosci pomiaru ${\frac{{<R>}}{{\sigma }}}$.

Mozna powiedziec, ze najwezsze rozkady wielkosci ziaren osiaga sie w kwazistatycznych procesach wzrostu w ciele staym (np. podczas dugotrwaego wygrzewania materiau amorficznego w piecu o staej temperaturze), zas najszersze w syntezach gazowych przy duzym gradiencie temperatury.