Академия

Алгоритм получения ценных нанопорошков методом механосинтеза

Рубрика Исследования

Ученые Томского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук (ТНЦ СО РАН) определили оптимальные режимы механохимического синтеза ферритов кобальта, позволяющие получать наноразмерный продукт с заданными характеристиками. Для этого сложные теоретические расчеты были сопоставлены с экспериментальными данными. Результаты исследования опубликованы в журнале первого квартиля Сeramics International , который выпускает в Великобритании издательство Elsevier.

– Наш аналитический подход позволит оптимизировать исследования ученых-экспериментаторов. Если раньше для проведения некоторых экспериментов требовалось использование сложных компьютерных моделей, то теперь с помощью простых аналитических формул можно заранее оценить влияние того или иного исходного параметра – мощности мельницы и массы смеси для механоактивации на выход продукта. Этот подход может применяться для расчетов получения методом механоактивации многих востребованных нанопорошков, – поясняет Олег Лапшин, зав. лабораторией математического моделирования физико-химических процессов в гетерогенных системах ТНЦ СО РАН.

Механохимический синтез – это метод обработки твердого вещества, при котором желаемый продукт, например, наноразмерные порошки с заданными характеристиками, можно получить, используя лишь механическое воздействие.

На первом этапе исследования авторский коллектив в составе Олега Лапшина, Анны Невмываки, Воли Итина и Оксаны Ивановой разработал математическую модель механохимического синтеза нанопорошков в энергонапряженной мельнице. Система уравнений, учитывающая структурный, температурный и кинетический факторы, позволила рассчитать оптимальные режимы механообработки порошковой смеси и добиться максимального выхода наноразмерного продукта реакции.

На втором этапе исследования результаты теоретических расчетов были подтверждены в ходе эксперимента. При помощи планетарной мельницы исследователи синтезировали наноразмерный порошок оксидной феррошпинели кобальта с однородной кристаллической структурой и морфологией. Этот светло-коричневый пушистый порошок применяется в медицине, а также в качестве магнетика в вычислительной технике и радиоэлектронике, где особенно важно уметь изменять свойства материалов.

Источник: Томский научный центр СО РАН.

Новости Российской академии наук в Telegram →