Словарь нанотехнологий
Электровзрыв

Электровзрыв

Термин

электровзрыв

Термин на английском

electic explosion

Связанные термины

нанопорошок

Определение

Метод получения тонкодисперсных металлических, оксидных, нитридных и карбидных порошков с помощью электрического взрыва проводника (металлической проволоки диаметром 0,1-1,0 мм) при прохождении по нему мощного импульса тока длительностью 10^-5-10^-7 с и плотностью 10⁴-10⁶ А^.мм^-2. 

Описание

Электровзрыв проводника представляет собой резкое изменение физического состояния металла в результате интенсивного выделения энергии при пропускании импульсного тока большой плотности, сопровождающегося генерацией ударных волн и создающего возможность быстрого разогрева металла со скоростью более 1^.10⁷ K с^-1 до высоких температур более 10⁴ K.

На начальной стадии электровзрыва джоулев нагрев проводника сопровождается его линейным расширением с относительно небольшой скоростью 1-3 м^.с^-1. На стадии собственно взрыва в результате прохождения импульса тока металл перегревается выше температуры плавления, расширение вещества взрываемого проводника происходит со скоростью до 5^.10³ м с^-1 и перегретый металл взрывообразно диспергируется. Давление и температура на фронте возникающей ударной волны достигают нескольких сотен МПа и ~10⁴ K, соответственно. В результате конденсации в потоке быстро расширяющегося пара образуются частицы очень малых размеров. Регулируя условия взрыва, можно получать порошки, размер частиц которого составляет от 50 нм и более. Средний размер частиц монотонно убывает с ростом плотности тока и сокращением длительности импульса.

Электровзрыв в инертной атмосфере позволяет получать порошки металлов и сплавов. При введении в реактор дополнительных реагентов (воздух, смесь кислорода и инертного газа, азот, дистиллированная вода, декан C₁₀H₂₂, парафин, техническое масло) можно получать тонкодисперсные порошки оксидов, нитридов, карбидов или их смесей.

Распределение размеров частиц тонкодисперсных порошков, полученных электровзрывом, является логарифмически нормальным с максимумом распределения в области 10-500 нм. Полученные таким образом частицы металлов и сплавов являются сферическими, а частицы нитридных и карбидных порошков имеют огранку.

Авторы

• Гусев Александр Иванович, д.ф.-м.н.

Ссылки

1. Гусев А. И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. Изд. 2-е, исправленное и до-полненное. Москва: Наука-Физматлит, 2007. 416 с.
2. Gusev A.I. Rempel A.A. Nanocrystalline Materials. - Cambridge: Cambridge International Science Publishing, 2004. - 351 p.

Иллюстрации

Нанокристаллический порошок алюминия с размером частиц около 100 нм, полученный электровзрывом алюминиевой проволоки

Теги

методы получения нанопорошков

Разделы

Объекты традиционных технологий («нанопорошки», нанопористые материалы, золи, гели, эмульсии, наногетерогенные полимеры и т.д.)