Повышение эффективности получения наночастиц латуни методом испарения непрерывным пучком электронов высокой энергии

Композитные, медь- и цинксодержащие наночастицы, а также наночастицы латуни получены высокопроизводительным методом испарения веществ релятивистским пучком электронов. Рассмотрены изменения структуры, формы и состава нанопорошков, созданных при последовательных облучениях слитка латуни, помещенного в однозонный графитовый тигель. Выявлено, что получение таких частиц зависит от концентрации насыщенных паров цинка и меди. Разработана двухзонная конфигурация тигля, позволяющая реализовать одномоментное испарение составных компонентов, тем самым обеспечивая условие для формирования однородных наночастиц латуни с равномерным распределением элементов и высокого выхода нанопорошка. Проведены рентгенофазовый анализ, трансмиссионная электронная микроскопия, энергодисперсионный анализ, определена удельная поверхность полученных наночастиц. Обсуждается механизм образования композитных наночастиц.

1. Lozhkomoev A. S., Bakina O. V., Pervikov A. V., Kazantsev S. O., Glazkova E. A. Synthesis of CuO–ZnO composite nanoparticles by electrical explosion of wires and their antibacterial activities // Journal of Materials Science: Materials in Electronics. 2019. Vol. 30, iss. 14. P. 13209–13216.

2. Sabbouh M., Nikitina A., Rogacheva E., Kraeva L., Ulasevich S., Skorb E., Nosonovsky M. Separation of motions and vibrational separation of fractions for biocide brass // Ultrasonics Sonochemistry. 2021. Vol. 80, iss. 2073. P. 105817-1 105817-8.

3. Казакевич П. В., Воронов В. В., Симакин А. В., Шафеев Г. А. Образование наночастиц меди и латуни при лазерной абляции в жидкости // Квантовая электроника. 2004. Т. 34, № 10. С. 951–956.

4. Бардаханов С. П., Корчагин А. И., Куксанов Н. К., Лаврухин А. В., Салимов Р. А., Фадеев С. Н., Черепков В. В. Получение нанопорошков испарением исходных веществ на ускорителе электронов при атмосферном давлении // Доклады Академии наук. 2006. Т. 409, №3. С. 320–323.

5. Yumozhapova N. V., Nomoev A. V., Syzrantsev V. V., Khartaeva E. Ch. Formation of metal/ semiconductor Cu-Si composite nanostructures // Beilstein Journal of Nanotechnology. 2019. Vol. 10, iss. 1. Р. 2497–2504.

6. Nomoev A. V., Khartaeva E. Ch., Yumozhapova N. V., Darmaev T. G., Bardakhanov S. P., Syzrantsev V. V., Zobov K. V., Gafner Y. Y. Receiving copper nanoparticles: experiment and modelling // Solid State Phenomena. 2019. Vol. 288. Р. 140–147.

7. Ross J. Microelectronics Failure Analysis Desc Reference. Sixth Edition. USA, ASM International, 2011. 660 p.

8. Синдо Д., Оикава Т. Аналитическая просвечивающая электронная микроскопия. М.: Техносфера, 2006. 256 с.

9. Nomoev A. V., Bardakhanov S .P., Schreiber М., Bazarova D. Z., Baldanov B. B., Romanov N. A. Synthesis, Characterization, and Mechanism of Formation of Janus-Like Nanoparticles of Tantalum Silicide-Silicon (TaSi₂/Si) // Nanomaterials. 2014. Vol. 5, iss. 1. P. 26–35.

10. Ellmer K. Transparent Conductive Zinc Oxide and Its Derivatives // Handbook of Transparent Conductors; ed. by D. S. Ginley, H. Hosono, D. C. Paine. New York: Springer, 2010. P. 193 263.

11. Yamashita T., Hansson R., Hayes P. C. The relationships between microstructure and crystal structure in zincite solid solutions // Journal of Materials Science. 2006. Vol. 41, iss. 17. P. 5559– 5568.

12. Khartaeva E. Ch., Bardakhanov S. P., Nomoev A. V., Zobov K. V., Trufanov D. Yu. Nanopowders created by irradiating brass with relativistic electrons. Materials Science Forum, 2023. Vol. 1083. P. 61–69.

13. Банных О. А., Будберг П. Б., Алисова С. П. и др. Диаграммы состояния двойных и многокомпонентных систем на основе железа. М.: Металлургия, 1986. 224 c.

14. Шухардина С. В. Двойные и многокомпонентные системы на основе меди. М.: Наука, 1979. 248 c.

15. Лякишев Н. П. Диаграммы состояния двойных металлических систем. М.: Машиностроение, 1996. 1238 c.