|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Получение наночастиц в соноплазменном разряде и их нанесение на различные поверхностидипломная работа (Магистр)
- Научный руководитель: Коробов А.И.
- Автор: Абрамова А.В.
- Тип: Магистр
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2011
- Аннотация: Тема магистерской диссертации Абрамовой А.В. «Получение наночастиц в соноплазменном разряде и их нанесение на различные поверхности» представляется актуальной и носит инновационный характер. Диссертацию условно можно разделить на три части: 1.Исследование электрического разряда в жидкости в условиях ультразвуковой кавитации. В этой части приводится описание методики и экспериментальной установки для исследования электрического разряда в жидкости в условиях ультразвуковой кавитации. Эксперименты проводились на установке с объемом реакционной камеры 1 л. Ультразвуковой генератор с магнитострикционным преобразователем обеспечивал регулирование выходной акустической мощности от 0,5 до 2,0 кВт в частотном диапазоне 15 - 27 кГц. Параметры акустического оборудования позволяли реализовать интенсивность излучения в рабочий объём жидкости до 10 Вт/см2 и изменять режим кавитации в широких пределах. Проведенные эксперименты показали, что в жидкости в интенсивном ультразвуковом поле выше порога кавитации может существовать новая форма электрического разряда, характеризующаяся объемным свечением во всем пространстве между электродами и возрастающей вольт – амперной характеристикой, присущей аномальному тлеющему разряду в газе. В работе был проанализирован возможный механизм реализации соноплазменного разряда связанный с пробоем газофазных микроканалов, образованных кавитационными пузырьками в стадии их роста. Было показано, что в случае развитой кавитации и выстраивания кавитационных пузырьков в электрическом поле с образованием динамических микроканалов при пониженном давлением газа в них в фазе отрицательного акустического давления требуемая для ионизации газа напряженность электрического поля может быть значительно меньше (Примерно на два порядка меньше). 2. Соноплазменный метод получения наноматериалов и создание наноструктурных покрытий на металлические и керамические поверхности с помощью ультразвука. Автором работы было установлено, что в соноплазменном разряде реализуются химические превращения в жидкости, в которой он развивается. Так, при инициировании разряда в воде происходит ее разложение с образованием водородосодержащей газообразной фазы. При разложении жидкой фазы (углеводородов) или распылении электродов при реализации соноплазменного разряда в жидкости образуются наноразмерные частицы твердой фазы. Проведенные исследования дают основания полагать, что этот эффект может быть успешно использован для направленного синтеза наноматериалов с контролируемыми свойствами. В частности были получены наночастицы оксида цинка, обладающие бактерицидными свойствами. Анализ состава газовой фазы при реализации соноплазменного разряда в воде показал, что газовая фаза состоит практически из одного водорода. Автор работы сделал вывод, что образовавшийся кислород при электрическом разряде в воде вступает во взаимодействие материалом электрода/акустического волновода. Экспериментально было показано, что при окислении электродов из соответствующего материала (вольфрам, медь, углерод) под действием соноплазменного разряда приводит к образованию суспензии наночастиц (окислов материала электродов) в жидкой среде. В работе была разработана метод нанесения нано- и микроструктурных покрытий, который может быть реализован при комнатных температурах. Особенность предлагаемого способа в том, что он не имеет ограничений при выборе материалов покрытия и подложки, а также за счет контроля состава газовой фазы во время нанесения покрытия возможно сформировать на поверхности металла не только металлическое или интерметаллидное покрытие, но также покрытие или композиционный слой, состоящий из оксидов, нитридов или карбидов. 3. Ультразвуковое нанесение дезинфицирующих материалов на поверхность бактерицидных тканей. В диссертации проанализирован механизм нанесения нанопокрытий на бактерицидные текстильные материалы (в том числе предварительно обработанные биополимеры) в поле мощного ультразвукового воздействия, когда порог кавитации превышен. Автором получены аналитические выражения для глубины проникновения частиц в материал, времени столкновения, оптимальной и минимально возможной скорости частиц, величины возникающих сил через параметры технологического процесса. Проведенные автором диссертации расчеты позволили оптимизировать ультразвуковую установку для нанесения наночастиц на текстиль. Экспериментально показано, что текстильные материалы, покрытые наночастицами оксида цинка, обладают бактерицидными свойствами. Магистерская работа Абрамовой Анны Владимировны выполнена на высоком теоретическом и экспериментальном уровне. Также в ней получено ряд интересных прикладных результатов по применению ультразвука в современных нанотехнологиях,. Однако следует отметить и некоторые недостатки работы: полученные в ходе выполнения работы результаты не нашли достаточного отражения в разделе «Результаты и выводы». Кроме того, полученные в диссертации результаты не опубликованы в научной печати. Однако отмеченные недостатки не снижают общего положительного впечатления от работы. Работа заслуживает оценки «отлично».
- Добавил в систему: Коробов Александр Иванович