Дәріс Пәнге кіріспе: Химия, нанотехнология және наноғылым ұғымы, олардың өзара байланысы. Химия дегеніміз заттардың құрамын, қасиетін және құрылымын зерттейтін ғылым. Ал, нанохимия 00 нм-ден кіші заттардың құрамын
жүктеу/скачать 317,14 Kb.
|
Дәрістер 2
- Бұл бет үшін навигация:
- Балқу температурасы
| Дәріс 3. Өлшемдік әсерлердің наноматериалдардың қасиеттеріне әсері: өлшемдік әсерлер және заттың балқу температурасы
Өлшемдік әсерлер Заттың қасиеттері оның химиялық құрамы, құрылымы және химиялық байланыстардың түрі бойынша анықталады. Д.И. Менделеевтің периодтық жүйесіндегі химиялық элементтер мен олардың әртүрлі қосылыстары қасиеттерінің әралуандығын көруге болады, мысалы, тек көміртек атомынан тұратын алмаз бен графит қасиеттері мен кристалдық құрылымы әртүрлі екендігі белгілі. Зат нанокүйге ауысқанда оның қасиеттері оны құрайтын нанонысандардың өлшеміне күшті тәуелді бола бастайды, бұл нысандардың өлшемі кішірейгенде олардың қасиеттерінің және басқа нысандармен әрекеттесу сипаты өзгеруінің салдары болып табылады. Өлшемдік әсер мыналарға негізделген: нысан өлшемінің затта өтетін қандай да бір үрдіске және сәйкесінше оның қасиеттеріне айтарлықтай әсер ететін зат параметрімен жақын мәнде болуы. Бұл параметр классикалық физика шеңберінде сипатталатын үрдістерді немесе кванттық механикалық түсініктер негізінде процестерді сипаттай алады. Классикалық өлшемдік әсерлер үшін көрсетілген параметр ретінде зарядталған бөлшектердің затта еркін қозғалу ұзындығы, диффузиялық ұзындық, дислокациялардың кристалл құрылымдарда сырғу тракториясының диаметрі және т.б., ал кванттық өлшемдік әсерлер үшін Де Бройль толқын ұзындығы сәйкес параметр бола алады. Өлшемдік әсерлердің нанонысандардың қасиеттеріне мүмкін болатын ықпалын бағалағанда маңызды көрсеткіш бетте орналасқан атомдар санының оның көлемдегі жалпы санына қатынасы болып табылады. Кристалл құрылымды нанонысандар үшін олардың өлшемі мен ондағы атомдар саны кристалл тордың элементар ұяшықтарынан тұратын толтырылған қабаттар санына сәйкес дискретті қатар түзеді. Бұл ұяшықтардың өлшемдері өз кезегінде тор тұрақтысымен сипатталады, ол тор түйіндерінде орналасқан атомдар орталығының арақашықтығына тең және әртүрлі материалдар үшін 0,4-0,6 нм-ді құрайды. Балқу температурасы Наноөлшемді нысандарда дән өлшемдерінің наноқұрылымды материалдардың қасиеттеріне әсерінің айқын көрінісі – олардың балқу үрдісінің өзгерісі. Нанобөлшекті беттік қабат және ішкі ядродан тұратын нысан ретінде қарастырамыз. Қатты бөлшекте атомдар тығыз қабатталған, олардың тепе-теңдік күйден ауытқуы аз болады. Бөлшекті қыздырғанда атомдар қосымша энергия алады да, олардың тербеліс амплитудасы артады. Атомның орташа квадратты ауытқуына жеткенде балқу басталады деп есептеуге болады. Заттың сыртқы бетінде орналасқан атомдар белсендірек тербеледі, себебі олардың жанындағы атомдар аз және қозғалысы ядро атомдарымен салыстырғанда аз шектеледі. Сондықтан бөлшектің 1-элементі – бет үшін балқу, ал 2-элемент – ядроға (Т2) қарағанда төменірек температурада (Т1) басталу қажет. Бұл әсер 1.7-суретте көрсетілген, мұндағы 1-қисық бетке, 2-қисық ядроға сәйкес келеді. жүктеу/скачать 317,14 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|