- •Содержание
- •Введение
- •Глава 1 особенности структуры и технологии наноразмерных объектов
- •1.1 Классификация вещественных объектов
- •1.1.1 Размерные классы частиц
- •1.1.2 Факторы, влияющие на свойства вещества
- •Риcунок 1.11 – Схема возникновения н-центра окраски в цгк типа NaCl
- •1.2 Методы получения низкоразмерных частиц
- •1.3 Модельные представления о структуре и габитусе наноразмерных частиц
- •1.3.1 Методологические подходы к описанию кристаллов
- •1.3.2 Правильные формы кристаллов и их описание
- •Общие простые формы кристаллов и кристаллографические индексы их граней (hkl)
- •Частные простые формы (грань (h 0 0))
- •Частные простые формы кристаллов с единичным направлением (исходная грань (h k 0)).
- •Частные простые формы кристаллов без единичного направления
- •1.3.3 Габитус наночастиц, полученных при диспергировании крупных кристаллов
- •1.4 Теоретическое описание структуры и габитуса наночастиц, полученных конденсированием
- •1.4.1 Шаровые упаковки как модели многоатомных структур
- •1.4.2 Атомные координации в полиэдрах плотнейших атомных упаковок
- •Радиусы координационных сфер и их числа заполнения для гцк-структур
- •Радиусы координационных сфер и их числа заполнения для гпу-структур
- •Радиусы координационных сфер и их числа заполнения для оцк-структур
- •1.4.3 Некристаллографическая симметрия габитуса наноразмерных атомных координационных полиэдров
- •1.4.4 Фуллереноподобные формы нанокристаллов
- •1.4.5 Габитусы наночастиц сложного состава
- •1.5 Структура и свойства наноразмерных частиц, применяемых в функциональном материаловедении
- •1.5.1 Структура и свойства наноразмерных металлических модификаторов функциональных материалов
- •Координационные числа (к) координационных сфер (n – ее номер) при плотнейшей шаровой упаковке
- •Основные параметры, необходимые для описания жидких кластеров металлов (z – порядковый номер, n – плотность атомов, ef – энергия Ферми, rw – радиус Вагнера-Зейтца, w – работа выхода)
- •1.5.2 Наноразмерные углеродсодержащие модификаторы*
- •Размеры кристаллических блоков в алмазосодержащих продуктах детонационного синтеза
- •Р исунок 1.66 – Термограммы tg (а) и dta (б) углеродных нанокластеров. Скорость нагрева 5оС/мин: 1 – удаг; 2 – уда
- •Фазовый состав наномодификаторов, полученных по технологии термолиза прекурсора в технологической среде
- •Характеристики модифицированных углеродных волокон [161]
- •1.5.3 Силикатные наноразмерные частицы
- •Кристаллографические индексы рефлексов (kl) и структурные амплитуды f(20) и f(850) кристалла мусковита при 20оС и после прогрева при 850оС соответственно
- •Характеристики ультрадисперсных керамик (ук), полученных плазмохимическим синтезом [179]
- •Характеристики ультрадисперсных керамик (ук) механохимического синтеза [177]
- •Характеристики ультрадисперсных оксинитридов плазмохимического синтеза [179-180]
- •Некоторые свойства природных и синтетических цеолитов
- •1.6 Заключение к главе 1
- •Глава 2 механизмы модифицирующего действия наноразмерных частиц в полимерных и олигомерных матрицах
- •2.1 Критерии оценки наноразмерности
- •2.1.1 Физические предпосылки к оценке наноразмерности частиц
- •2.1.2 Связь фононных характеристик с наноразмерностью
- •2.1.3 Теорема Блоха и наноразмерность
- •2.1.4 Дебаевская длина волны и максимальный наноразмер
- •2.1.5 Расчет максимального наноразмера на основании уравнения Шредингера
- •2.1.6 Определение предельных размеров частиц веществ с неразрушенными полимерными молекулами
- •2.1.7 Динамические модели кристалла Эйнштейна и Дебая
- •2.1.8 Расчетные значения максимальных размеров наночастиц одноэлементных веществ и некоторых соединений
- •Характеристические температуры ( ) и максимальные размерынанокристаллов некоторых веществ
- •Характеристические температуры и максимальные размеры нанокристаллов некоторых галогенидов
- •Температура Дебая и максимальный наноразмер полупроводников типов
- •Отношение температуры Дебая наночастиц к для объемной фазы некоторых металлов, r – размер частицы
- •Дебаевская температура и наноразмерный максимум одноэлементных веществ
- •2.1.9 Влияние размеров кристаллитов на их физические свойства
- •2.2 Особенности зарядового состояния наноразмерных частиц
- •2.2.1 Зарядовое состояние дисперсных частиц слоистых минералов
- •2.3 Зарядовое состояние металлических компонентов функциональных материалов и металлополимерных систем
- •2.3.1 Модельные представления о механизме модифицирования полимерных матриц нанокомпозиционными частицами
- •Зависимость размеров областей когерентного рассеяния (l ǻ) от массовой концентрации (с, мас.%) ультрадисперсного углерода (шихты)
- •Значения радиусов (r, ǻ) и относительных координационных чисел (окч) для композитов с различной массовой концентрацией (с, мас.%) наполнителя
- •2.4 Заключение к главе 2
Радиусы координационных сфер и их числа заполнения для гпу-структур
R2 |
N |
R2 |
N |
R2 |
N |
R2 |
N |
1 |
12 |
41/3 |
12 |
25 |
36 |
113/3 |
12 |
2 |
6 |
43/3 |
6 |
26 |
24 |
38 |
24 |
8/3 |
2 |
44/3 |
24 |
79/3 |
12 |
115/3 |
12 |
3 |
18 |
15 |
12 |
80/3 |
12 |
116/3 |
36 |
11/3 |
12 |
46/3 |
12 |
27 |
42 |
39 |
36 |
4 |
6 |
47/3 |
24 |
82/3 |
6 |
118/3 |
6 |
5 |
12 |
16 |
6 |
83/3 |
12 |
119/3 |
24 |
17/3 |
12 |
49/3 |
12 |
28 |
24 |
40 |
12 |
6 |
6 |
17 |
24 |
85/3 |
12 |
121/3 |
12 |
19/3 |
6 |
53/3 |
24 |
29 |
12 |
41 |
24 |
20/3 |
12 |
18 |
18 |
89/3 |
36 |
125/3 |
48 |
7 |
24 |
55/3 |
12 |
91/3 |
12 |
42 |
36 |
22/3 |
6 |
56/3 |
12 |
92/3 |
24 |
127/3 |
12 |
25/3 |
12 |
19 |
24 |
31 |
72 |
128/3 |
2 |
9 |
12 |
59/3 |
12 |
94/3 |
12 |
43 |
72 |
29/3 |
24 |
61/3 |
12 |
95/3 |
24 |
130/3 |
12 |
10 |
12 |
21 |
36 |
97/3 |
12 |
131/3 |
12 |
31/3 |
12 |
65/3 |
24 |
33 |
48 |
45 |
60 |
32/3 |
2 |
22 |
12 |
101/3 |
24 |
137/3 |
36 |
11 |
12 |
67/3 |
18 |
34 |
24 |
139/3 |
6 |
34/3 |
6 |
68/3 |
12 |
35 |
24 |
140/3 |
24 |
35/3 |
24 |
23 |
24 |
107/3 |
12 |
47 |
48 |
12 |
6 |
70/3 |
12 |
36 |
18 |
142/3 |
12 |
37/3 |
12 |
71/3 |
48 |
109/3 |
24 |
143/3 |
24 |
13 |
24 |
24 |
2 |
37 |
72 |
48 |
6 |
Таблица 1.11
Радиусы координационных сфер и их числа заполнения для оцк-структур
R2 |
N |
R2 |
N |
R2 |
N |
R2 |
N |
1 |
8 |
25 |
56 |
148/3 |
24 |
224/3 |
48 |
4/3 |
6 |
76/3 |
24 |
152/3 |
72 |
227/3 |
120 |
8/3 |
12 |
80/3 |
24 |
155/3 |
96 |
76 |
48 |
11/3 |
24 |
83/3 |
72 |
160/3 |
24 |
232/3 |
24 |
4 |
8 |
28 |
48 |
163/3 |
24 |
235/3 |
48 |
16/3 |
6 |
88/3 |
24 |
164/3 |
96 |
236/3 |
72 |
19/3 |
24 |
91/3 |
48 |
56 |
48 |
81 |
104 |
20/3 |
24 |
32 |
24 |
57 |
120 |
244/3 |
72 |
8 |
24 |
33 |
72 |
172/3 |
24 |
248/3 |
96 |
9 |
32 |
100/3 |
30 |
176/3 |
24 |
251/3 |
168 |
32/3 |
12 |
104/3 |
72 |
179/3 |
120 |
256/3 |
6 |
35/3 |
48 |
107/3 |
72 |
60 |
72 |
259/3 |
96 |
12 |
30 |
36 |
32 |
184/3 |
48 |
260/3 |
96 |
40/3 |
24 |
115/3 |
48 |
187/3 |
48 |
88 |
96 |
43/3 |
24 |
116/3 |
72 |
64 |
8 |
89 |
48 |
44/3 |
24 |
40 |
48 |
65 |
96 |
268/3 |
24 |
16 |
8 |
41 |
48 |
196/3 |
54 |
272/3 |
48 |
17 |
48 |
128/3 |
12 |
200/3 |
84 |
275/3 |
120 |
52/3 |
24 |
131/3 |
120 |
203/3 |
96 |
92 |
96 |
56/3 |
48 |
44 |
48 |
68 |
48 |
280/3 |
48 |
59/3 |
72 |
136/3 |
48 |
208/3 |
24 |
283/3 |
72 |
64/3 |
6 |
139/3 |
72 |
211/3 |
72 |
96 |
36 |
67/3 |
24 |
140/3 |
48 |
212/3 |
72 |
97 |
96 |
68/3 |
48 |
48 |
30 |
72 |
96 |
292/3 |
48 |
24 |
36 |
49 |
56 |
73 |
96 |
296/3 |
120 |
Хотя для ГПУ- и ОЦК-структур условие (1.20) не выполняется, но R2 везде описывается рациональным числом (табл. 1.10, 1.11).
Зная размер наночастицы и диаметр атома (см. табл. 1.6-1.8), можно определить число ее координационных сфер. Чем больше число атомов на внешней оболочке таких полиэдров, тем ниже их поверхностная активность, так как уменьшается поверхностная ретикулярная плотность. В то же время габитус наночастицы, сформированной по правилам шаровых упаковок, может определяться поверхностями полиэдров двух (а возможно и более) координационных сфер. Следовательно, на поверхностную активность наночастиц, например, при их использовании в качестве модификаторов композиционных материалов, будет влиять не только их размер, но и их габитус.
Аналогичные таблицы рассчитаны и для структур с ПКУ-структурами, но они встречаются очень редко, поэтому мы их не приводим. Их описание можно найти в работах [54, 55].