RU2010136236A

RU2010136236A - Способ получения наночастиц

Info

Publication number: RU2010136236A
Application number: RU2010136236/02A
Authority: RU
Inventors: Алексей Александрович Калачев (RU); Алексей Александрович Калачев; Дмитрий Алексеевич Карпов (RU); Дмитрий Алексеевич Карпов; Владимир Николаевич Литуновский (RU); Владимир Николаевич Литуновский
Original assignee: Алексей Александрович Калачев (RU); Алексей Александрович Калачев; Дмитрий Алексеевич Карпов (RU); Дмитрий Алексеевич Карпов; Владимир Николаевич Литуновский (RU); Владимир Николаевич Литуновский
Priority date: 2010-08-27
Filing date: 2010-08-27
Publication date: 2012-03-10
Also published as: RU2455119C2

Abstract

1. Способ получения наночастиц, включающий создание плазменного микрореактора, содержащего катод и анод, расположенные внутри камеры, инициацию плазменных микроразрядов, синтез наночастиц и осаждение их на коллектор или носитель, отличающийся тем, что в качестве плазменных микрореакторов используют множество микроразрядов (катодные пятна), формирующихся на поверхности катода, выполненного из расходуемого рабочего материала, при инициации и поддержании вакуумного дугового разряда при напряжении между катодом и анодом не менее 10 B, разрядном токе между катодом и анодом не менее 1 A и давлении в предварительно вакуумируемой камере не более 10 Па, при этом синтез наночастиц происходит путем естественного расширении пара из катодных пятен в вакуум и/или низкоплотную холодную плазму межэлектродного промежутка, его охлаждения и нуклеации в зонах (зоне) первичного взаимодействия (первичного синтеза наночастиц) и/или путем транспортировки при помощи электромагнитных полей не провзаимодействовавшей при естественном расширении в вакуум ионизированной части пара в зоны (зону) вторичного взаимодействия (вторичного синтеза наночастиц) и его обработки в этих зонах низкотемпературной плазмой, и/или химическим газообразным агентом и/или ионным, и/или электронным, и/или молекулярным пучком, а варьирование производительностью процесса синтеза наночастиц осуществляют изменением величины разрядного тока между катодом и анодом и/или изменением величины соотношения длительностей импульса напряжения и паузы. ! 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для инициации и поддержания дугового разряда используют постоянное напря

Claims

1. Способ получения наночастиц, включающий создание плазменного микрореактора, содержащего катод и анод, расположенные внутри камеры, инициацию плазменных микроразрядов, синтез наночастиц и осаждение их на коллектор или носитель, отличающийся тем, что в качестве плазменных микрореакторов используют множество микроразрядов (катодные пятна), формирующихся на поверхности катода, выполненного из расходуемого рабочего материала, при инициации и поддержании вакуумного дугового разряда при напряжении между катодом и анодом не менее 10 B, разрядном токе между катодом и анодом не менее 1 A и давлении в предварительно вакуумируемой камере не более 10 Па, при этом синтез наночастиц происходит путем естественного расширении пара из катодных пятен в вакуум и/или низкоплотную холодную плазму межэлектродного промежутка, его охлаждения и нуклеации в зонах (зоне) первичного взаимодействия (первичного синтеза наночастиц) и/или путем транспортировки при помощи электромагнитных полей не провзаимодействовавшей при естественном расширении в вакуум ионизированной части пара в зоны (зону) вторичного взаимодействия (вторичного синтеза наночастиц) и его обработки в этих зонах низкотемпературной плазмой, и/или химическим газообразным агентом и/или ионным, и/или электронным, и/или молекулярным пучком, а варьирование производительностью процесса синтеза наночастиц осуществляют изменением величины разрядного тока между катодом и анодом и/или изменением величины соотношения длительностей импульса напряжения и паузы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для инициации и поддержания дугового разряда используют постоянное напряжение между катодом и анодом.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для инициации и поддержания дугового разряда используют импульсно-периодическое напряжение между катодом и анодом с произвольным соотношением длительностей импульса и паузы.

4. Способ по п.1 или 2, или 3, отличающийся тем, что в качестве расходуемого рабочего материала катода используют чистые металлы, в том числе тугоплавкие, или полупроводники, или сплавы, или графит или другие электропроводящие материалы.

5. Способ по п.1 или 2, или 3, отличающийся тем, что после вакуумирования камеру (камеры) заполняют инертным газом, в среде которого проводят инициацию и поддержание плазменных микроразрядов, а также осаждение наночастиц.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что после вакуумирования камеру (камеры) заполняют инертным газом, в среде которого проводят инициацию и поддержание плазменных микроразрядов, а также осаждение наночастиц.

7. Способ по п.1 или 2, или 3, отличающийся тем, что после вакуумирования камеру (камеры) заполняют газом-реагентом, в среде которого проводят инициацию и поддержание плазменных микроразрядов, а также осаждение наночастиц.

8. Способ по п.4, отличающийся тем, что после вакуумирования камеру (камеры) заполняют газом-реагентом, в среде которого проводят инициацию и поддержание плазменных микроразрядов, а также осаждение наночастиц.

9. Способ по п.1 или 2, или 3, отличающийся тем, что после вакуумирования камеру (камеры) заполняют смесью газа-реагента и инертного газа, в среде которой проводят инициацию и поддержание плазменных микроразрядов, а также осаждение наночастиц.

10. Способ по п.4, отличающийся тем, что после вакуумирования камеру (камеры) заполняют смесью газа-реагента и инертного газа, в среде которой проводят инициацию и поддержание плазменных микроразрядов, а также осаждение наночастиц.

11. Способ по п.7, отличающийся тем, что в качестве газа реагента используют азот или кислород, или ацетилен, или метан.

12. Способ по п.8, отличающийся тем, что в качестве газа реагента используют азот или кислород, или ацетилен, или метан.

13. Способ по п.9, отличающийся тем, что в качестве газа реагента используют азот или кислород, или ацетилен, или метан.

14. Способ по п.10, отличающийся тем, что в качестве газа реагента используют азот или кислород, или ацетилен, или метан.

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что ионизированную часть пара сепарируют от нейтральной части и макрочастиц посредством ее транспортировки по криволинейным каналам (каналу) с помощью электромагнитных полей.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что ионизированную часть пара с помощью электромагнитных полей подвергают фокусировке перед доставкой ее в зоны вторичного взаимодействия (зоны вторичного синтеза наночастиц).

17. Способ по п.1, отличающийся тем, что коллекторы или носители (коллектор или носитель) для осаждения наночастиц поддерживаются каждый под определенным (положительным или отрицательным) электрическим потенциалом.