Распылительный пиролиз

Распылительный пиролиз - другой важный способ синтеза высокочистых гомогенных керамических порошков [28]. Этот способ используется часто под другими названиями, такими как термолиз раствора аэрогеля, разложение раствора испарением, плазменное испарение растворов и разложение аэрозоля [2].

Исходными материалами в этом процессе являются химические прекурсоры (общее название соответствующих солей в растворе, в золе, в суспензии). Процесс включает образование капель аэрозоля «атомизацией» исходного раствора, золя или суспензии. Образующиеся капли подвергаются испарению с конденсацией раствора внутри капель, с последующей сушкой, термолизом осаждаемых частиц при высокой температуре и образованием микропористых частиц, которые после спекания образуют плотные частицы. На рис. 2.19 представлена схема установки для распылительного пиролиза.

Рис. 2.19. Схема установки для пиролиза распылением: 1 - счетчик давления;2 - счетчик влажности; 3 - сушилка диффузионная; 4 - реактор термолиза; 5 - печь спекания; 6 - сбор порошка наночастиц; 7 - аэрозольный электроанализатор размера частиц; 8 - реакционные газы; 9 - газоноситель; 10 - распылитель; 11 - раствор; 12 - лазерный анализатор размера частиц


Для распыления используются различные виды установок, включая распыление под давлением, а также двухжидкостные, электростатические и ультразвуковые распылители. Эти распылители различаются размером получаемых капель (2 - 15 мкм), скоростью распыления и скоростью капель (1 - 20 м/сек). Все эти факторы влияют на скорость нагрева, время устойчивости капель к внешним воздействиям при распылительном пиролизе, а также на некоторые характеристики частиц, включая размер самих частиц.

Для распылителя характеристики частиц, включая распределение частиц по размерам, однородность и фазовый состав, зависят от типа прекурсора, концентрации растворов, рН, вязкости и поверхностного натяжения.
При распылительном пиролизе чаще всего используют водные растворы ввиду их низкой стоимости, безопасности и возможности использовать широкий спектр водорастворимых солей. По этой технологии может быть получено большое количество материалов, включая MgO, Al2O3 и ZrO2. В качестве прекурсоров в основном используют хлориды металлов и соли нитратов, ввиду их высокой растворимости. Прекурсоры с низкой растворимостью или с содержанием примесей, таких как ацетаты, являющиеся причиной ввода углерода в получаемые продукты, как правило, при распылительном пиролизе не используются. Превращение капель аэрозоля в частицы включает различные процессы, в том числе испарение растворителя, осаждение растворенного прекурсора и термолиз осаждаемых частиц. Все эти процессы происходят в одну стадию, что является преимуществом этого способа. Другие его достоинства заключаются в возможности получения высокочистых наноразмерных частиц, однородности частиц как результата однородности исходного раствора, а также в том, что каждая капля раствора подвергается одинаковым реакционным условиям.
Недостаток распылительного пиролиза - большая потребность в дорогостоящих неводных растворителях, что в значительной мере удорожает стоимость наночастиц. Свойства получаемых порошков трудновоспроизводимы.

Еще по теме Распылительный пиролиз:

1. В. Т. Харчева. Основы социологии / Москва , «Логос», 2001
2. Тощенко Ж.Т.. Социология. Общий курс. – 2-е изд., доп. и перераб. – М.: Прометей: Юрайт-М,. – 511 с., 2001
3. Е. М. ШТАЕРМАН. МОРАЛЬ И РЕЛИГИЯ, 1961
4. Ницше Ф., Фрейд З., Фромм Э., Камю А., Сартр Ж.П.. Сумерки богов, 1989
5. И.В. Волкова, Н.К. Волкова. Политология, 2009
6. Ши пни Питер. Нубийцы. Могущественная цивилизация древней Африки, 2004
7. ОШО РАДЖНИШ. Мессия. Том I., 1986
8. Басин Е.Я.. Искусство и коммуникация (очерки из истории философско-эстетической мысли), 1999
9. Хендерсон Изабель. Пикты. Таинственные воины древней Шотландии, 2004
10. Ишимова О.А.. Логопедическая работа в школе: пособие для учителей и методистов., 2010
11. Суриков И. Е.. Очерки об историописании в классической Греции, 2011
12. Бхагван Шри Раджниш. ЗА ПРЕДЕЛАМИ ПРОСВЕТЛЕНИЯ. Беседы, проведенные в Раджнишевском Международном университете мистицизма, 1986
13. Фокин Ю.Г.. Преподавание и воспитание в высшей школе, 2010
14. И. М. Кривогуз, М. А. Коган и др.. Очерки истории Германии с Древнейших времен до 1918, 1959
15. Момджян К.Х.. Введение в социальную философию, 1997
16. Джон-Роджер, Питер Маквильямс. Жизнь 101, 1992
17. А.С. Панарин. Философия истории, 1999
18. Виталий Третьяков. НАУКА БЫТЬ РОССИЕЙ, 2007