لینک دانلود کل مطلب و تصاویر نانو نیکل 14 صفحه
در این بررسی، تولید نانوذرات نیکل با روش کاهش هیدروژنی و از کلرید فلز در فاز گازی مورد بررسی قرار گرفته است. این نانوذرات دارای خواص منحصر به فردی هستند که در مواد بالک، و یا مواد در مقیاس میکرون یافت نمی شود. این امر محصولاتی جدید تولید می کنند و استفاده از مواد خام را کاهش داده است. با وجود اینکه تولید نانو ذرات فلزی به طور گسترده ای مورد مطالعه قرار گرفته است، اما هنوز هم، برای ذرات فلزی پوشش داده شده، تحقیقات پیرامون مکانیزم های پوشش دهی و روش های تولیدی اقتصادی به شکل ویژه ای مورد نیاز است. روش مورد استفاده در این بررسی ترکیبی ازعملکرد بالا، نرخ تولید بالا، هزینه های تولید کم، کیفیت بالای ذرات، و محدوده خوبی از قطر متوسط ذرات موجود، و خواص دیگر می باشد. این ذرات می توانند در جوهر رسانا، زیرلایه های آنتن، تصویربرداری پزشکی، و یا به عنوان حسگرها و کاتالیزورها مورد استفاده قرار گیرند.
تعداد متوسط قطر ذرات اولیه (NAD) کبالت تولیدی از 20تا 84 نانومتر است و همچنین غلظت جرمی ذرات از 5/0 به (g/m3) 10 افزایش یافته است. حتی برای غلظت های جرمی ذره ای بالاتر، NAD افزایش نمی یابد..
وقتی که غلظت اتیلن از صفر تا 9.2 مول-٪ افزایش داده شد، NAD برای کبالت از 84 تا 17 نانومتر کاهش م یابد. در این آزمایشات غلظت جرمی ذرات (g/m3) 10 یا بالاتر بود. انحراف استاندارد وقتی که NAD 84 نانومتر بود، 17 نانومتر بود و زمانی که NAD 17 نانومتر بود، انحراف استاندارد 7 نانومتر بود.
رشد ذرات به شکل ساده ای مدل سازی شد. و این به نظر می رسد، که واکنش سطحی بخش مهمی از روند رشد ذرات است. محتمل ترین سناریو این است که اول، ذرات دانه ها با واکنش فاز گازی و جوانه زنی را شکل می یابند. پس از آن، این ذرات تا حدی با واکنش سطحی و تا حدی با رشد تراکمی رشد می کنند. در فاز گازی، برخی از واکنش های عقب مانده از فلز به کلرید فلزی رخ می دهند.
ذرات کبالت با و یا بدون پوشش کربنی برای ساخت کامپوزیت های پلیمری مورد استفاده قرار می گیرند که از این کامپوزیت ها نیز در آنتن های RF استفاده می شود. ضریب تراوایی(نفوذ پذیری) کامپوزیت با افزایش از صفر به 28 درصدی حجمی بارگذاری ذرات را از 1 تا 3 برابر افزایش می دهد.
تولید نانوذرات نیکل
نانو ذرات فلزی برای چندین دهه مورد مطالعه قرار گرفته است واین امر به جهت خواصی است که این مواد در حالت بالک ندارند. در مواد با ابعاد نانو، میزان اتم های سطحی بیشتر بوده و از این رو، اثرات سطحی قابل توجه می شوند. یک مثال جالب توجه،کاتالیست ها هستند، که در آن ها نسبت سطح به حجم بزرگ یک پارامتر کلیدی محسوب می شود. تاثیرات نانویی ویژه که در نانومگنت ها نیز مشاهده می شود
چندین دهه است که پودر ریز نیکل با استفاده تکنیک های مختلف مختلف تولید می شوند. یکی از این روش ها کاهش هیدروژن است. خلوص پودر حاصله در این روش تا حد زیادی بالاست و امروزه ذرات در ابعاد نانو با سهولت نسبی خوبی تولید می شود. چندین شرکت، مانند آلفا Aesar ، فناوری نانوی کاربردی، شرکتMKnano ، MTI و تکنولوژی های NaBond ، نانوپوسته ها ، نانوساختارها ، و مواد آمورف را از عناصر مختلف از جمله نیکل، تولید می کنند. فعال ترین فنآوری های تولید، فرایندهای پلاسمایی هستند. انواع مختلفی از روش های پلاسمایی وجود دارد. یک بررسی توسط Vollath در (2007) نشان داده داده است که با استفاده از پیش ماده های فلزی و استفاده از یک روش تولید پلاسما، می توان نانوذرات مختلف تولید نمود. نانوذرات تولید شده با این روش دارای توزیع مناسبی هستند. ولی یکی از محددیت های این روش ها، کلوخه ای شدن نانوذرات تولیدی، می باشد. برای جلوگیری کردن از کلوخه ای شدن در این روش ها، می توان از فرایند پلاسمای مایکروویوی فشارکم، استفاده کرد. با استفاده از این روش، امکان تولید پوشش نیز وجود دارد. یکی دیگر از روش های سنتز این مواد، روش های سنتز بر پایه ی تبخیر لیزری است، که ممکن است در مایع یا در فاز گاز رخ دهد. در مورد اخیر، انرژی لیزر فلز را از یک هدف مناسب، تبخیر می-کند. نانو ذرات از فلزی که در فاز گازی است، جوانه زنی می کند. در فاز گاز، سینترینگ و کلوخه ای شدن( آگلومراسیون) ذرات رخ می دهد،. در فاز مایع، پودر فلزی در یک انتقال دهنده ی مایع معلق می شوند و بداخل لیزر هدایت می شود. اندازه ذرات را می توان با استفاده از سورفکتانت ها، کنترل کرد. پوشش دهی نانوذرات فلزی تا حد زیادی ارزش آنها را افزایش می دهد، علت این مسئله این است که با استفاده از این پوشش، مقاومت در برابر اکسیداسیون آنها بهبود می یابد. علاوه بر این، پوشش کربنی انرژی سطحی ذرات را کاهش می دهد، به پیوندهای شیمیایی منجر به تشکیل مواد آلی کمک می کند، و بر خواص الکترو مغناطیسی مواد تولیدی تاثیر می گذارد. در کاربردهای بیولوژیکی نیز، پوشش باعث کاهش اثرات سمی نانوذرات فلزی می شود. علاوه بر این، محدوده ی روش های ایجاد این ذرات،بسیار وسیعتر است. بنابراین، کربن یک ماده ی پوشش دهی سطح مشترک برای نانوذرات فلزی است. این مسئله کاربردی شده است ، به عنوان مثال می توان نمونه های زیر را نام برد:
پوشش کربن درذرات ممکن است ده ها نانومتر ضخامت دارد و آمورف یا گرافیتی باشد. دیگر مواد مورد استفاده در پوشش دهی ذرات عبارتند از پلیمرها و سیلیس. این پوشش ها می توانند به طور جداگانه بعد از تولید نانوذره و یا با استفاده از یک روش مایع، بر روی نانوذرات اعمال می شود. البته از بین مواد مورد استفاده برای پوشش دهی، کربن یکی از مواد مهم است.
این بررسی یک روش احیاء هیدروژنی برای تولید نانو ذرات نیکل خالص ارائه کرده است.
خواص نانوذرات فلزی
در این بخش، خواص نانوذرات نیکل مورد بررسی قرار می گیرد. اندازه ی ذرات یک فاکتور اساسی در بسیاری از کاربردهاست مخصوصا وقتی اندازه به زیر 20 نانومتر می رسد. در اینجا اندازه ی ذرات برابر قطر متوسط عددی (NAD) ذرات می باشد که از تصاویر TEM و SEM قابل حصول می باشد.در بررسی های دیگر، ممکن است این معیار اندازه ی متوسط کریستال ها، توزیع اندازه و قطر متوسط باشد که اغلب از اندازه گیری های موبیلیته ی افتراقی، قابل اندازه گیری است.
علاوه بر قطر متوسط، توزیع اندازه نیز اغلب با در نظر گرفتن انحراف استاندارد اندازه متوسط، توصیف و مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال، برای یک توزیع دو بخشی، قطر متوسط و انحراف استاندارد صرفا یک توزیع اندازه دقیق را ارائه نمی دهند.
به خصوص در کاربردهای کاتالیزوری، مساحت سطح بسیار بالا مورد نظر و ناحیه ی سطح ویژه به طور معمول برای نانوذرات اندازه گیری می شود. با این حال، اگر نانوذرات خالص و با کریستالینیته ی کامل، مورد نیاز باشد، ناحیه ی سطحی بیان شده، بیان کننده ی قطر نیز می باشد.