Dispersiya usullari

DISPERSIYA USULLARI
1. Mexanik maydalash
Mexanik ta'sir kristallda elastik kuchlanishlarning paydo bo'lishiga olib keladi. Kristal panjaraning anizotropiyasi, elektron va ion xossalarining xususiyatlari, strukturadagi kimyoviy bog'lanishlar tabiati va energiyasidagi farqlar tufayli elastik kuchlanishlarni yumshatish turli mexanizmlar bilan amalga oshirilishi mumkin. Bunday mexanizmlar tebranish qo'zg'alishi, elektron qo'zg'alish va kimyoviy bog'lanishlarning ionlik darajasining o'zgarishi, bog'larning uzilishi, atomlarning qayta joylashishi, atomlar va ionlarning migratsiyasi bo'lishi mumkin. Qattiq jismga qo'llaniladigan mexanik ta'sirlarning intensivligi va xarakterini o'zgartirib, mexanik faollashtirish natijasida olingan materiallarning xususiyatlarini nazorat qilish mumkin.
Kristallarning mexanik faollashuvi bilan birga keladigan eng keng tarqalgan ta'sirlardan biri makrokristallar va makrokristallitlarni yo'q qilishdir, bu esa moddaning zarrachalarini maydalashga olib keladi.
Yo'q qilishdan oldin nuqsonlarning to'planishi, o'zaro ta'siri va kontsentratsiyasi, yoriqlar paydo bo'lishi va ularning kristall orqali tarqalishi jarayonlari sodir bo'ladi. Biroq, qattiq jismni to'g'ridan-to'g'ri mexanik maydalash har doim ham nanozarrachalarni olishga imkon bermaydi, chunki mexanik faollashuv ortiqcha sirt energiyasini chiqarishni boshlaydigan metastabil nuqsonlarning shakllanishi tufayli massa uzatish jarayonlarining tezlashishiga olib keladi. Bundan tashqari, saqlangan elastik energiyaning bir qismi issiqlikka aylanadi va ta'sir zonasidagi harorat sezilarli darajada oshishi mumkin. Bularning barchasi moddaning qayta kristallanishi va nuqsonlarni davolash jarayonlariga yordam beradi, bu esa silliqlashning oldini oladi.
Metall va qotishmalarning nano kukunlarini olish uchun mexanik maydalash usuli yaxshi rivojlangan. Oksidli materiallarni maydalash, shuningdek, zarracha hajmi o'ndan yuzlab nm gacha bo'lgan kukunlarni olish imkonini beradi. Ushbu moddalarning kichikroq zarralarini olish uchun boshqa usullar qo'llaniladi.
Silliqlash uchun to'p, tebranish, sayyora va boshqa tegirmonlar ishlatiladi. Kukunlarni birgalikda maydalash bilan mexanik qotishmalar hosil bo'lishi mumkin (muvozanat sharoitida aralashmaydigan komponentlarni mexanik kimyoviy qotishma ta'siri). Zarrachalar hajmi metallning erish haroratiga va silliqlash vaqtiga (bir necha soatdan bir necha kungacha) bog'liq. Metallning erish harorati qanchalik baland bo'lsa va silliqlash vaqti qancha ko'p bo'lsa, zarrachalar hajmining kichikligiga erishish mumkin. Masalan, bir xil silliqlash sharoitida alyuminiyning minimal zarracha hajmi (erish nuqtasi 660⁰C) 20 nm, volfram (erish nuqtasi 3395⁰C) 6 nm edi.
Ayniqsa, mayda zarrachalar metall kukunlarini suyuq azot yoki argonda maydalash (kriogirlash) orqali olinadi. Bu haroratning pasayishi bilan metallarning mo'rtligining oshishi bilan bog'liq. Suyuq azotda olinadigan nanokuchalar yupqa sirt oksidli-nitridli plyonka bilan qoplanadi, buning natijasida ular sinterlanishga chidamliligini oshiradi va 900-950 ⁰C gacha qizdirilganda zarracha hajmini saqlab qoladi.
Ushbu usulning kamchiligi changning silliqlash vositalarining materiali bilan ifloslanishi, jarayonning davomiyligi va yuqori energiya sarfidir. Bundan tashqari, silliqlash paytida a-Al₂O₃ ni maydalashda aniqlanganidek, muvozanatsiz (γ-, δ-) va amorf fazalarning shakllanishi ham mumkin.