RU2643287C2 - Способ получения нанопорошка соединений и смесевых составов и устройство для его реализации - Google Patents

Способ получения нанопорошка соединений и смесевых составов и устройство для его реализации Download PDF

Info

Publication number
RU2643287C2
RU2643287C2 RU2016115122A RU2016115122A RU2643287C2 RU 2643287 C2 RU2643287 C2 RU 2643287C2 RU 2016115122 A RU2016115122 A RU 2016115122A RU 2016115122 A RU2016115122 A RU 2016115122A RU 2643287 C2 RU2643287 C2 RU 2643287C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
laser radiation
laser
nanopowder
substance
intensity
Prior art date
Application number
RU2016115122A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016115122A (ru
Inventor
Максим Геннадьевич Иванов
Олег Мазгарович Саматов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук (ИЭФ УрО РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук (ИЭФ УрО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук (ИЭФ УрО РАН)
Priority to RU2016115122A priority Critical patent/RU2643287C2/ru
Publication of RU2016115122A publication Critical patent/RU2016115122A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2643287C2 publication Critical patent/RU2643287C2/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82BNANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B82B3/0004Apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of nanostructural devices or systems or methods for manufacturing the same

Landscapes

  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области получения порошковых материалов, в том числе к способам и устройствам для получения нанопорошков, их точных смесевых составов и соединений. Способ получения нанопорошка соединений и смесевых составов импульсно-периодическим лазерным излучением включает испарение вещества излучением лазера с последующей конденсацией испаренного вещества в потоке газа, формирование распределения интенсивности лазерного излучения в пятне фокусировки на испаряемом материале в виде кольцевой структуры и осуществление регулирования распределения интенсивности с обеспечением интенсивности первого максимума от 30% до 80% мощности лазерного излучения. Оставшуюся часть энергии перераспределяют между 2, 3 и последующими максимумами интенсивности. Длительность импульса лазерного излучения регулируют от 100 мкс до 100 мс со скважностью импульсов от 2 до 10. Устройство для получения нанопорошка соединений и смесевых составов импульсно-периодическим лазерным излучением содержит испарительную камеру с испаряемым веществом, лазер с фокусирующей линзой, систему перемещения испаряемого вещества и лазерного луча относительно друг друга, обеспечивающую многократно повторяющееся сканирование испаряемого вещества, систему для прокачки газа и улавливания нанопорошка. Устройство снабжено пространственным фильтром лазерного излучения, установленным перед фокусирующей линзой, с возможностью преобразования распределения лазерного излучения в ближней зоне в кольцо и регулирования коэффициента увеличения, М=a12, от 1,25 до 4, где a1 и a2 - наружный и внутренний радиусы кольца, и длительности импульса излучения от 100 мкс до 100 мс со скважностью импульсов от 2 до 10. Обеспечивается получение нанопорошков неметаллов сложных соединений и точных смесевых составов. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к области получения порошковых материалов, в том числе к способам и устройствам для получения нанопорошков, их точных смесевых составов и соединений.
Известен способ и реализующее его устройство для получения дисперсий наночастиц металлов и сплавов при помощи сверхбыстрой лазерной абляции в жидкости [US 2010/0196192 А1 05.08.2010. Production of metal and metal-alloy nanoparticles with high repetition rate ultrafast pulsed laser ablation in liquids. B. Liu, Z. Hu, Y. Che, M. Murakami]. Способ заключается в абляции металлов или сплавов, находящихся в потоке жидкости, под действием импульсного лазерного излучения со следующими характеристиками: частота следования импульсов излучения от 10 кГц до 100 МГц, длительность импульса 10 фс - 200 пс, энергия импульса 100 нДж - 1 мДж. Способ позволяет получать стабильные суспензии наночастиц металлов и сплавов в жидкости.
Недостатками данного способа и реализующего его устройства являются: низкая производительность процесса получения наночастиц (несколько миллиграммов в час), низкий КПД импульсного фемто- /пикосекундного лазера (менее 1%) и, соответственно, высокие энергозатраты на получение наночастиц, необходимость дополнительных технологических этапов (фильтрация, сушка) при извлечении наночастиц из жидкости.
Известен способ и реализующее его устройство для получения нанокристаллических интерметаллических порошков при помощи лазерного испарения [US 6368406 В1 09.04.2002. Nanocrystalline intermetallic powders made by laser evaporation. Deevi, Seetharama C. Pithawalla, Yezdi B. Shall, El M.S.]. Способ заключается в испарении смеси металлов или сплавов под действием лазерного излучения. При этом испарение мишени может производиться второй гармоникой Nd-YAG лазера на длине волны 532 нм, с энергией 15-40 мДж, в атмосфере реакционного (кислорода) или инертного газа. Испарению могут подвергаться как одна мишень со смесью или сплавом металлов, так и две мишени с отдельными металлами.
Недостатком данного способа и устройства является то, что в качестве исходного материала использованы металлы и сплавы, так как коэффициент отражения лазерного излучения от металлов очень высок (до 97%). В результате производительность и эффективность данного способа оказываются очень низкими: производительность - порядка 0,1-0,5 г/ч, энергозатраты - порядка 2 кВт⋅ч/г. Кроме того, использование двух мишеней, испаряемых одним лазером, делает необходимым перенос луча с одной мишени на другую и точный учет времени испарения каждого материала, что в сочетании с протекающими химическими реакциями взаимодействия паров металлов с газом в реакционной камере делает практически невозможным получение наночастиц сложных соединений и точных смесевых составов неметаллов.
Известен способ и реализующее его устройство для получения нанопорошков оксидов путем испарения материалов под действием излучения CO2-лазера и последующей конденсации паров в потоке газов [Muller Е., Oestreich Ch., Рорр U., Michel G., Staupendahl G., Henneberg K.-H. Characterization of nanocrystalline oxide powders prepared by CO2 laser evaporation. J. KONA - Powder and Particle, 1995, №13, pp. 79-90]. В устройстве, реализующем данный способ, порошки оксидов, их смесей или твердых растворов насыпанные в кювету, подвергали действию сфокусированного лазерного излучения. В зоне воздействия луча происходило испарение материала мишени. Пары мигрировали в холодную зону и конденсировались. Сконденсировавшиеся наночастицы переносились газовым потоком и собирались в фильтре. При средней мощности излучения порядка 5 кВт максимальная производительность нанопорошка ZrO2 составляла 130 г/ч, размер частиц составлял dBET=60 нм.
Недостатком данного способа является то, что при воздействии на материал мишени непрерывного лазерного излучения образуется зона постоянно существующего расплава, за счет высокой теплопроводности которого происходит рассеяние поглощенной энергии лазерного излучения и снижение эффективности процесса испарения материала мишени. Кроме того, так как процесс испарения непрерывный, над зоной расплава постоянно существует облако паров материала мишени, что создает условия для неограниченного роста в нем зерен нанопорошка. Для снижения размеров зерна вынужденно используют в качестве носителей чистые газы (гелий, кислород) при давлениях ниже атмосферного, что значительно усложняет конструкцию и эксплуатацию всей установки. При использовании же импульсного режима с высокой частотой следования импульсов излучения (т.е. когда поверхность мишени не успевает переместиться за время между импульсами на расстояние, большее или равное диаметру фокусного пятна) процесс испарения - конденсации в данном случае аналогичен непрерывному и имеет все вышеперечисленные недостатки, а энергозатраты такого режима возрастают за счет модуляции излучения лазера.
Недостатком способа является также то, что данный способ имеет существенные ограничения на возможность получения нанопорошков сложных соединений и точных элементных составов. При испарении сложных соединений или смесей происходит разложение соединения и преимущественное испарение компоненты с более высоким давлением насыщенных паров, что приводит к изменению элементного состава нанопорошка относительно исходного материала.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному способу и реализующему его устройству (прототип), является способ получения ультрадисперсных порошков и устройство для его реализации [RU, 2185931 C1, B22F 9/02, 9/12. Иванов М.Г., Котов Ю.А., Осипов В.В., Саматов О.М., 24.01.2001], в котором получение нанопорошков сложных соединений и смесевых составов осуществляют за счет испарения вещества излучением импульсно-периодического лазера с последующей конденсацией испаренного вещества в потоке газа, при этом поверхность испаряемого вещества перемещают в фокальной плоскости относительно точки фокуса лазерного излучения с постоянной скоростью vп, такой, что:
vп≥d/τ,
где d - диаметр фокусного пятна,
τ - время между импульсами излучения;
поток газа направляют перпендикулярно поверхности испаряемого вещества, а скорость потока газа vг над поверхностью вещества выбирают из условия:
vг≥2r/τ,
где r - радиус зоны разлета испаренного вещества в паровой фазе,
τ - время между импульсами излучения.
В реализующем данный способ устройстве, включающем испарительную камеру с испаряемым веществом, лазер и сопло для поступления потока газа, установлены: привод перемещения испаряемого вещества, выполненный с возможностью вращения и перемещения с постоянной линейной скоростью поверхности испаряемого вещества в фокальной плоскости относительно точки фокуса лазерного излучения, вентилятор для продувки потоком газа испарительной камеры, циклоны и фильтры для сбора нанопорошка, размещенные на выходе потока газа из испарительной камеры; лазер выполнен с возможностью работы в импульсно-периодическом режиме, а сопло для поступления потока газа выполнено с возможностью обеспечения одного направления потока газа и лазерного излучения и размещено над поверхностью испаряемого вещества.
Недостатком данного способа является то, что, как и в случае аналога [Muller Е., Oestreich Ch., Рорр U., Michel G., Staupendahl G., Henneberg K.-H. Characterization of nanocrystalline oxide powders prepared by CO2 laser evaporation. J. KONA - Powder and Particle, 1995, №13, pp. 79-90], при испарении материала под действием лазерного излучения происходит разложение сложных соединений, преимущественное испарение компонент с более высоким давлением насыщенных паров, что приводит к изменению элементного состава нанопорошка относительно исходного материала. Проведенный цикл экспериментов на CO2 лазере [Ю.А. Котов, В.В. Осипов, М.Г. Иванов, О.М. Саматов, В.В. Платонов, Е.И. Азаркевич, A.M. Мурзакаев, А.И. Медведев. Исследование характеристик оксидных нанопорошков, получаемых при испарении мишени импульсно-периодическим CO2-лазером, ЖТФ, 2002, т. 72, №11, с. 76-82; Yu. A. Kotov, V.V. Osipov, M.G. Ivanov, O.M. Samatov, V.V. Platonov, V.V. Lisenkov, A.M. Murzakayev, A.I. Medvedev, E.I. Azarkevich, A.K. Shtolz, O.R. Timoshenkova. Properties of YSZ and CeGdO nanopowders prepared by target evaporation with a pulse-repetitive CO2-laser, Rev. Adv. Mater. Sci., 2003, Vol. 5, No. 3, p. 171-177] и волоконном иттербиевом лазере [М. Иванов, Ю. Котов, В. Комаров, О. Саматов, А. Сухов. Синтез нанопорошков мощным излучением волоконного иттербиевого лазера, Фотоника, №3, с. 18-20, 2009; Котов Ю.А., Саматов О.М., Иванов М.Г., Мурзакаев A.M., Медведев А.И., Тимошенкова О.Р., Демина Т.М., Вьюхина И.В. Получение композиционных нанопорошков с помощью волоконного иттербиевого лазера и их характеристики, ЖТФ, 2011, №5, с. 65-68] показал, что изменение мольного соотношения в нанопорошке оксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия, относительно исходного материала может составлять несколько процентов в сторону увеличения содержания циркония. В случае испарения иттрий-алюминиевого граната изменение мольного соотношения в нанопорошке относительно исходного материала может составлять несколько десятков процентов в сторону увеличения содержания алюминия. Казалось бы, что изменение элементного состава в получаемом нанопорошке можно скомпенсировать изменением состава мишени, однако выполнить это в данном способе не представляется возможным, так как в случае, когда излучение перемещается по поверхности мишени, это изменение зависит от многих параметров: материала мишени, распределения интенсивности лазерного излучения в пятне фокусировки, длительности импульса излучения и скважности импульсов, скорости перемещения луча по поверхности мишени, т.е. тех процессов нагрева - охлаждения, которые определяют режим плавления - кристаллизации материала мишени. При этом кристаллизация расплавленного материала мишени после перемещения фокусного пятна приводит к появлению механических напряжений, растрескиванию и разлету осколков с поверхности материала [В.В. Осипов, В.И. Соломонов, В.В. Платонов, О.А. Снигирева, М.Г. Иванов, В.В. Лисенков. Спектроскопия лазерного факела. П. Мишени графит и оксид циркония, стабилизированный иттрием, Квантовая электроника, 2005, 35, №7, с. 633-637], что приводит к неконтролируемому изменению элементного состава мишени. В случае же непрерывного испарения одного и того же участка мишени реактивное давление паров материала сильно деформирует поверхность расплава [Котов Ю.А., Саматов О.М., Иванов М.Г., Мурзакаев A.M., Медведев А.И., Тимошенкова О.Р., Демина Т.М., Вьюхина И.В. Получение композиционных нанопорошков с помощью волоконного иттербиевого лазера и их характеристики, ЖТФ, 2011, №5, с. 65-68]. В результате чего зона поглощения излучения углубляется, формируется канал в глубину мишени. Одновременно расход энергии на нагрев стенок канала сильно уменьшается, и, как следствие, из расплава снова происходит преимущественное испарение компоненты с более высоким давлением насыщенных паров и изменение элементного состава полученного нанопорошка.
Технической задачей настоящего изобретения способа и реализующего его устройства является получение нанопорошка неметаллов соединений и точных смесевых составов.
Решение технической задачи достигается тем, что
1) в способе получения нанопорошка соединений и смесевых составов импульсно-периодическим лазерным излучением, включающем испарение вещества излучением лазера с последующей конденсацией испаренного вещества в потоке газа, формируют распределение интенсивности лазерного излучения в пятне фокусировки на испаряемом материале в виде кольцевой структуры и осуществляют регулирование распределения интенсивности с обеспечением интенсивности первого максимума от 30% до 80% мощности лазерного излучения, а оставшуюся часть энергии перераспределяют между 2, 3 и последующими максимумами интенсивности, при этом длительность импульса лазерного излучения регулируют от 100 мкс до 100 мс со скважностью импульсов от 2 до 10;
2) устройство для получения нанопорошка соединений и смесевых составов импульсно-периодическим лазерным излучением, содержащем испарительную камеру с испаряемым веществом, лазер с фокусирующей линзой, систему перемещения испаряемого вещества и лазерного луча относительно друг друга, обеспечивающую многократно повторяющееся сканирование испаряемого вещества, систему для прокачки газа и улавливания нанопорошка, снабжено пространственным фильтром лазерного излучения, установленным перед фокусирующей линзой, с возможностью преобразования распределения лазерного излучения в ближней зоне в кольцо и регулирования коэффициента увеличения, М=a12, от 1,25 до 4, где a1 и а2 - наружный и внутренний радиусы кольца, и длительности импульса излучения от 100 мкс до 100 мс со скважностью импульсов от 2 до 10.
Заявляемые способ и устройство отличаются от известных признаками, указанными в отличительной части формулы.
Новый технический результат обусловлен тем, что
- распределение интенсивности лазерного излучения в пятне фокусировки на мишени имеет кольцевую структуру. Регулирование распределения интенсивности лазерного излучения проводят таким образом, что на зону первого максимума интенсивности приходится от 30% до 80% мощности лазерного излучения, а оставшаяся часть энергии перераспределяется между 2-м, 3-м последующими максимумами интенсивности, это позволяет плавить и испарять мишень так, чтобы сформировать на ее поверхности однородный устойчивый слой оплава, в котором процессы плавления, разложения сложных соединений и испарения будут повторяться при каждом последующем сканировании. При этом каждый последующий элементарный акт плавления - испарения будет повторять предыдущий, что позволяет контролировать изменение элементного состава паров относительно материала мишени. Контролируемое изменение элементного состава паров позволяет получать при конденсации нанопорошок соединений и точных смесевых составов;
- испарение материала производится лазерным излучением в импульсно-периодическом режиме, когда длительность импульса излучения регулируется от 100 мкс до 100 мс со скважностью импульсов от 2 до 10, что в сочетании с регулируемым распределением мощности лазерного излучения в пятне фокусировки позволяет создать на поверхности мишени однородный слой оплава и контролировать изменение элементного состава паров относительно материала мишени. При этом использование импульсно-периодического режима позволяет формировать устойчивый однородный оплав на большем количестве неметаллических материалов и, следовательно, получать больший ассортимент нанопорошков соединений и точных смесевых составов.
Предложенный способ и реализующее его устройство по сравнению с прототипом обеспечивают получение нанопорошка соединений неметаллов и точных смесевых составов.
На Фиг. 1 показана блок-схема установки по получению нанопорошка.
В испарительной камере 3 привод 1 служит для вращения и перемещения мишени 2. Излучение лазера, прошедшее через пространственный фильтр лазерного излучения 9, фокусируется на мишени 2 линзой 8. Вентилятор 4 предназначен для продувки рабочим газом (воздухом) испарительной камеры 3. Установленные последовательно по ходу потока рабочего газа из испарительной камеры 3 циклон 5 и фильтр 6 предназначены для улавливания образовавшихся при испарении крупных частиц и нанопорошка. Фильтр 7 служит для очистки рабочего газа.
Устройство, приведенное на Фиг. 1, работает следующим образом.
В испарительной герметичной камере 3 приводом 1 мишень 2 вращается и перемещается линейно в горизонтальной плоскости так, что скорость перемещения лазерного луча по ее поверхности остается постоянной. Излучение лазера, прошедшее через пространственный фильтр лазерного излучения 9, фокусируется на мишени 2 линзой 8. В зоне воздействия излучения происходит испарение и образование облака паров материала мишени. Испарительная камера 3 продувается очищенным от механических примесей рабочим газом (воздухом), нагнетаемым вентилятором 4. Рабочий газ переносит образовавшиеся при испарении частицы, которые улавливаются циклоном 5 и фильтром 6. Рабочий газ (воздух) выбрасывается в атмосферу через механический фильтр 7. По мере срабатывания мишень перемещается в осевом направлении так, чтобы ее поверхность оставалась в фокальной плоскости.
При воздействии лазерного излучения на испаряемое соединение или смесь (мишень) происходит плавление и последующее испарение материала. На Фиг. 2 представлено распределение интенсивности лазерного излучения в пятне фокусировки на мишени, оно имеет кольцевую структуру, на зону первого максимума интенсивности приходится от 30% до 80% мощности лазерного излучения, а оставшаяся часть энергии перераспределяется между 2-м, 3-м последующими максимумами интенсивности. Это распределение регулируется таким образом, что при выбранной скорости перемещения лазерного луча относительно мишени в зоне воздействия первого максимума интенсивности происходит плавление и развитое испарение материала, а в периферийной зоне (2-го и последующих максимумов) только плавление без развитого испарения. После перемещения лазерного луча относительно мишени происходит кристаллизация расплава, и в результате сканирования всей поверхности испаряемого вещества, мишень покрывается слоем оплавленного материала. В результате экспериментального подбора распределение интенсивности лазерного излучения для конкретного материала и скорости перемещения луча, а в некоторых случаях длительности импульсов лазерного излучения и скважности реализуется режим, при котором на поверхности мишени образуется однородный оплавленный слой. Растрескивание оплава и разлет осколков материала не допускаются. После формирования однородного оплавленного слоя изменение элементного состава паров относительно материала мишени процесс испарения носит контролируемый характер.
Работоспособность предлагаемого способа и реализующего его устройства проверена на примере установки по получению нанопорошка, где для испарения материала мишени использовался волоконный иттербиевый лазер. Средняя мощность излучения лазера до 1 кВт. Средняя плотность мощности лазерного излучения на мишени ~106 Вт/см2. В качестве рабочего газа использовался воздух при атмосферном давлении. Расход газа составлял 3 л/мин. Мишень состояла из смеси порошков оксидов с мольным соотношением: 5%Yb2O3, 10%La2O3 и 85%Y2O3. Испарение мишени проводили лазерным излучением в течение 2,5 часов. Удельная поверхность полученного нанопорошка составляла 65 м2/г. В случае испарения мишени без пространственного фильтра лазерного излучения распределение излучения в пятне фокусировки было близко к гауссову. В режиме непрерывного излучения был получен нанопорошок Yb:(LaxY1-x)2O3 с составом, соответствующим 6%Yb2O3, 13,5%La2O3, 80,5%Y2O3 (проценты мольные). При испарении мишени непрерывным лазерным излучением, прошедшим через пространственный фильтр и имеющим кольцевую структуру с М=1,5, т.е. когда на зону первого максимума интенсивности приходится порядка 40% мощности лазерного излучения, состав полученного нанопорошка соответствовал 5,5%Yb2O3, 11,5%La2O3, 83%Y2O3. В случае когда на зону первого максимума интенсивности приходилось менее 30% мощности, производительность процесса падала в 10 раз. В случае когда на зону первого максимума интенсивности приходилось более 80% мощности, оплав на поверхности мишени скалывался, что вызывало неконтролируемое изменение элементного состава испаряемого вещества.
При испарении мишени модулированным лазерным излучением с длительностью импульсов излучения 100 мкс и скважностью импульсов, равной 2, прошедшим через пространственный фильтр и имеющим кольцевую структуру с М=1,5, состав полученного нанопорошка соответствовал 5%Yb2O3, 10,5%La2O3, 84,5%Y2O3. При более высокой скважности импульсов пропорционально снижалась производительность процесса, т.е. при скважности 10 падала в 10 раз. В случае когда длительность импульсов лазерного излучения составляла менее 100 мкс, существенно (в 3-5 раз) снижалась эффективность процесса испарения в связи с потерями энергии за счет теплопроводности материала мишени на фронте импульса. При длительности импульса более 100 мс режим испарения мишени становился близок к непрерывному, поверхность мишени деформировалась и разрушалась.
Таким образом, при испарении смеси порошков оксидов Yb2O3, La2O3 и Y2O3 минимальное изменение элементного состава нанопорошка относительно исходного материала было получено при испарении мишени модулированным лазерным излучением с длительностью импульсов излучения 100 мкс и скважностью импульсов равной 2, прошедшим через пространственный фильтр и имеющим кольцевую структуру с М=1,5. В данном случае изменение элементного состава нанопорошка относительно материала мишени было стабильным от партии к партии, что позволяло контролировать элементный состав нанопорошка изменением состава исходной смеси.

Claims (2)

1. Способ получения нанопорошка соединений и смесевых составов импульсно-периодическим лазерным излучением, включающий испарение вещества излучением лазера с последующей конденсацией испаренного вещества в потоке газа, отличающийся тем, что формируют распределение интенсивности лазерного излучения в пятне фокусировки на испаряемом материале в виде кольцевой структуры и осуществляют регулирование распределения интенсивности с обеспечением интенсивности первого максимума от 30% до 80% мощности лазерного излучения, а оставшуюся часть энергии перераспределяют между 2, 3 и последующими максимумами интенсивности, при этом длительность импульса лазерного излучения регулируют от 100 мкс до 100 мс со скважностью импульсов от 2 до 10.
2. Устройство для получения нанопорошка соединений и смесевых составов импульсно-периодическим лазерным излучением, содержащее испарительную камеру с испаряемым веществом, лазер с фокусирующей линзой, систему перемещения испаряемого вещества и лазерного луча относительно друг друга, обеспечивающую многократно повторяющееся сканирование испаряемого вещества, систему для прокачки газа и улавливания нанопорошка, отличающееся тем, что оно снабжено пространственным фильтром лазерного излучения, установленным перед фокусирующей линзой, с возможностью преобразования распределения лазерного излучения в ближней зоне в кольцо и регулирования коэффициента увеличения, М=a12, от 1,25 до 4, где a1 и a2 - наружный и внутренний радиусы кольца, и длительности импульса излучения от 100 мкс до 100 мс со скважностью импульсов от 2 до 10.
RU2016115122A 2016-04-19 2016-04-19 Способ получения нанопорошка соединений и смесевых составов и устройство для его реализации RU2643287C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016115122A RU2643287C2 (ru) 2016-04-19 2016-04-19 Способ получения нанопорошка соединений и смесевых составов и устройство для его реализации

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016115122A RU2643287C2 (ru) 2016-04-19 2016-04-19 Способ получения нанопорошка соединений и смесевых составов и устройство для его реализации

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016115122A RU2016115122A (ru) 2017-10-24
RU2643287C2 true RU2643287C2 (ru) 2018-01-31

Family

ID=60153753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016115122A RU2643287C2 (ru) 2016-04-19 2016-04-19 Способ получения нанопорошка соединений и смесевых составов и устройство для его реализации

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2643287C2 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU197802U1 (ru) * 2019-05-06 2020-05-28 Федор Владимирович Кашаев Устройство для формирования наночастиц методом импульсной лазерной абляции мишени в жидкости
RU2800348C1 (ru) * 2022-09-22 2023-07-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук Способ получения бескислородных нанопорошков неорганических соединений или смесевых составов и устройство для его реализации

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6033624A (en) * 1995-02-15 2000-03-07 The University Of Conneticut Methods for the manufacturing of nanostructured metals, metal carbides, and metal alloys
RU2185931C1 (ru) * 2001-01-24 2002-07-27 Институт электрофизики Уральского отделения РАН Способ получения нанопорошков сложных соединений и смесевых составов и устройство для его реализации
RU2382734C2 (ru) * 2008-04-07 2010-02-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Синергия-Св" Способ получения высокочистых нанопорошков и устройство для его осуществления
US8491972B2 (en) * 2007-02-26 2013-07-23 E.O. Paton Electric Welding Institute Of The National Academy Of Sciences Of Ukraine Method of producing encapsulated nanopowders and installation for its realization

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6033624A (en) * 1995-02-15 2000-03-07 The University Of Conneticut Methods for the manufacturing of nanostructured metals, metal carbides, and metal alloys
RU2185931C1 (ru) * 2001-01-24 2002-07-27 Институт электрофизики Уральского отделения РАН Способ получения нанопорошков сложных соединений и смесевых составов и устройство для его реализации
US8491972B2 (en) * 2007-02-26 2013-07-23 E.O. Paton Electric Welding Institute Of The National Academy Of Sciences Of Ukraine Method of producing encapsulated nanopowders and installation for its realization
RU2382734C2 (ru) * 2008-04-07 2010-02-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Синергия-Св" Способ получения высокочистых нанопорошков и устройство для его осуществления

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU197802U1 (ru) * 2019-05-06 2020-05-28 Федор Владимирович Кашаев Устройство для формирования наночастиц методом импульсной лазерной абляции мишени в жидкости
RU2800348C1 (ru) * 2022-09-22 2023-07-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук Способ получения бескислородных нанопорошков неорганических соединений или смесевых составов и устройство для его реализации

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016115122A (ru) 2017-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Karpov et al. Method for producing nanomaterials in the plasma of a low-pressure pulsed arc discharge
US5770126A (en) High producing rate of nano particles by laser liquid interaction
US7413725B2 (en) Copper and/or zinc alloy nanopowders made by laser vaporization and condensation
US20090258244A1 (en) Method for producing nanoparticles and nanostructured films
WO1997009454A9 (en) High production rate of nano particles by laser liquid interaction
RU2455119C2 (ru) Способ получения наночастиц
RU2643287C2 (ru) Способ получения нанопорошка соединений и смесевых составов и устройство для его реализации
Kochuev et al. Formation of microspheres under the action of femtosecond laser radiation on titanium samples in hydrocarbons
RU2185931C1 (ru) Способ получения нанопорошков сложных соединений и смесевых составов и устройство для его реализации
Machida et al. Particle size-related elemental fractionation in laser ablation in liquid inductively coupled plasma mass spectrometry
JPH0524988B2 (ru)
RU2465983C2 (ru) Способ получения нанопорошка и устройство для его реализации
Pandey et al. Deposition of nanocomposite Cu–TiO 2 using heterogeneous colliding plasmas
RU2597447C2 (ru) Лазерный способ получения функциональных покрытий
RU2643288C2 (ru) Способ получения нанопорошка неметалла
Riehemann Synthesis of nanoscaled powders by laser-evaporation of materials
Gondal et al. Synthesis and characterization of copper oxides nanoparticles via pulsed laser ablation in liquid
Voropai et al. Synthesis of Precursors for the Production of Nanoceramics of the CuAlO2 Type Under the Influence of Double Laser Pulses on AD1 and M2 Alloys in Air
Bazzal et al. Formation of Al2O3 and AIN Nanopowders by Exposing Aluminum to a Series of Double Laser Pulses in Air
CN114653322B (zh) 一种制备微、纳米粉体装置和工艺
JP2505375B2 (ja) 化合物膜の成膜方法及び成膜装置
JP2018149539A (ja) 微粒子製造装置及び微粒子製造方法
Osipov et al. Laser Synthesis of Nanopowders Based on Zinc Selenide for Production of Highly Transparent Ceramics
Ушаков et al. Plasma-chemical synthesis of copper oxide nanoparticles in a low-pressure arc discharge
JP2505376B2 (ja) 成膜方法及び装置