В настоящем курсе ММНТ рассматриваются следующие основные разделы: методы синтеза наночастиц и нанопорошков, методы получения компактных двухмерных и трехмерных наноматериалов. Большое внимание уделено физике и химии наноматериалов. Курс построен на основе известных в мире курсов по материалам и нанотехнологиям с привлечением результатов авторов и коллег из лаборатории нестехиометрических соединений Института химии твердого тела УрО РАН, накопленных при синтезе наноматериалов и исследовании их структуры и физикохимических свойств.
Курс предназначен для студентов естественнонаучных и инженерных специальностей, изучающих нанотехнологии, наноэлектронику и нанофотонику. Фундаментом для освоения курса являются знания по общей физике, атомной физике, физике конденсированного состояния, неорганической и физической химии.
Приведен обзор методов получения, консолидации, свойств и областей применения наноматериалов. Показано, что получение наноструктур из металлоорганических материалов позволяет устранить основные препятствия для широкого применения наноматериалов в порошковой металлургии: окисление их в процессе подготовительных операций и сложность равномерного распределения по объему формовки.
На примере синтеза монокарбида вольфрама показано действие промежуточных метастабильных фаз на механизм карбидизации. Использование таких фаз как активаторов карбидизации позволяет получать монокарбид вольфрама и смесь монокарбида вольфрама с кобальтом с размером областей когерентного рассеяния 15…25 нм. Показана возможность формирования из металлоорганических смесей высокопористых материалов с пористостью 60…80 % из молибдена и диоксида циркония с прочностью 5…20 МПа. Применение металлоорганики в качестве пластификатора позволяет активировать спекание порошковых материалов и повысить прочность прессовок на 5…7 % по сравнению с традиционными пластификаторами.
Предназначена для научных сотрудников и аспирантов, работающих в области порошкового материаловедения. Может быть полезна студентам, обучающимся по профилям «Металлургия цветных металлов» и «Функциональные материалы и покрытия».
В пособии особое внимание уделено структуре, свойствам, технологии и применению основных видов наноструктурных материалов конструкционного и функционального назначения. Освещены общие вопросы физики и химии нанопорошков и наноматериалов. Рассмотрены также некоторые виды слоистых наноматериалов и наноструктурированных покрытий. Представлены данные исследований в области кластеров, нанотрубок и наноустройств.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 150600 «Материаловедение и технология новых материалов», магистерской программе 150614 «Материаловедение и технологии наноматериалов и покрытий».
