Характеристики ультрадисперсных оксинитридов плазмохимического синтеза [179-180]

Состав	Сред-ний раз-мер час-тиц, нм	Удельная поверх-ность, м2/г	Элемент-ный состав, %	Фазовый состав	Насыпная масса кг/м3 Плотность кг/м3	Форма частиц
Оксини- трид алюминия- кремния Si3N4-Al2O3-AlN	50	405	44,51,5 Si 14,51,0 Al 9,51,5 O 30,51,5 N	-Si3N4, Si (следы)	120 3340	Частицы нерегулярной формы
Оксинитрид иттрия-кремния Si3N4-Y2O3 -YN	50	355	53,51,5 Si 7,70,3 Y 4,00,5 O 35,50,5 N	-Si3N4, Y2Si2O7, -Si3N4	110 3350	Частицы образуют агрегаты
Оксинитрид бора-кремния Si3N4-Br2O3-BN	45	403	581,0 Si 5,30,2 B 3,00,5 O 33,51,0 N	-Si3N4, B4SiO, -Si3N4,	100 3100	Частицы образуют агрегаты

Рисунок 1.76 – Спектры ТСТ исходного оксинитрида Al-Si (1) и активированного (2)

Появление эффектов на спектрах в области температур 520-570 К свидетельствует о наличии в УК высокотемпературных ловушек для носителей заряда. В активированных образцах интенсивность пиков увеличивается, что может быть обусловлено возрастанием поляризационного заряда в наполнителе при его активировании. Специфическое зарядовое состояние свойственно и для других типов УК, приведенных в табл. 1.18-1.20.

Специфическим строением и особыми свойствами обладают частицы другого природного силиката – кремня, который является компонентом, относящимся к геологическому периоду позднего мела, и состоящего из кварца с примесями опала СТ и опала А [181]. Этому виду кремней характерна однородная микротекстура, обусловленная равномерной укладкой крипто- и микрокристаллического кремнезема. Преобладающей минеральной фазой кремней является -кварц (94,4-95,4 %). В составе природных минералов присутствуют оксиды и гидроксиды железа, никеля, кобальта, алюминия и др. металлов, а также органические остатки диагенетического разложения микроорганизмов. Специфическое кристаллическое строение кремней и наличие в них применяемых соединений и органических веществ, вероятно, обуславливают высокую их активность в адсорбционных процессах газофазных и жидкофазных сред. Кроме того, установлен эффект изменения активности контактирующей с фрагментами кремня среды.

Необходимо отметить, что в отличие от слюды кремень разрушается с образованием частиц произвольной формы, характерный для стеклообразных тел. Анализ поверхности скола с помощью метода АСМ позволил установить специфический характер строения скола (рис. 1.77).

На поверхности скола присутствуют сфероподобные образования, на границе раздела которых сосредоточены наноструктуры с размерами от 1 до 10 нм. Поверхность скола имеет нескомпенсированный заряд, характер распределения которого подобен зарядовой мозаике нанопластинок слюд (рис. 1.78). Поэтому при сравнительно больших геометрических размерах дисперсных частиц кремня 5-20 мкм, они включают нанодисперсные агрегаты, качественным образом изменяющие активность модификатора в различных средах.

а	б

Рисунок 1.77 – Характерный вид свежеобразованной поверхности скола кремня. Снимок б получен методом фазового контраста. Поле сканирования 12,512,5 мкм

Природные алюмосиликаты с общей формулой Me_2/nOAl₂O₃SiO₂yH₂O, где Ме – щелочной или щелочноземельный металл, n- степень окисления относят к цеолитам. Характерной особенностью цеолитов является регулярная структура пор, которая в обычных условиях заполнена молекулами воды. При термической обработке при температуре 700 К происходит дегидратация и цеолиты приобретают способность к адсорбции газообразных и жидких сред, обусловленную нанопористостью.

Рисунок 1.78 – Спектры ТСТ кремня, подвергнутого механическому измельчению после 1 часа экспозиции на воздухе (1) и после 1 года экспозиции (2)

Таблица 1.21