Научная статья на тему 'Органические суспензии ультрадисперсного алмаза'

Органические суспензии ультрадисперсного алмаза Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
107
16
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Патрушева Т. Н., Корец А. Я., Барашков В. А., Шелованова Г. Н., Толстоногов А. В.

Ультрадисперсный алмаз (УДА) в органических жидкостях образует агрегативнои седимептационно-устойчивые низко-концентрированные суспензии, пригодные для получения тонких пленок. Органические суспензии УДА имеют узкий фракционный состав частиц, средний размер которых составляет 3-6 нм. Возможно повышение концентрации суспензий до определенных пределов их устойчивости посредством удаления избытка дисперсионной среды. В пределах устойчивости суспензии УДА прозрачны, причем показатель преломления света в определенном интервале концентраций УДА в суспензии понижен по сравнению с показателем преломления света в дисперсионной среде. Установлен эффект просветления суспензий УДА и тонких пленок УДА на стекле.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Organic suspensions of ultra fine diamond

Utra Fine Diamond (UFD) in the organic liquids forms the transparent stable suspensions with low concentration (0,3-0,6 %). These suspension are suitable for films preparation. Organic suspensions of UFD consist on nanoparticles with dimention of 3-6 nm. It is possible the increase of suspension concentration by evaporation of dispersion medium to 6-10 %. The possibilities of increasing the concentration of UFD in suspensions by introducing of stabilized substances had investigated. It was shown that dielectric character of UFD nanoparticles allows to associating with polymer additions. The UFD suspensions are transparent in the limits of stability. The coefficients of light refraction of suspension in the same region of concentration are lover in comparison with pure dispersion medium. The effect of enlighten in the thin films of UFD on the glass had established.

Текст научной работы на тему «Органические суспензии ультрадисперсного алмаза»

формируются наиболее мелкие частицы. Установлено, что проведение злектрохимического синтеза из растворов электролитов в условиях естественной аэрации приводит к тому, что металл в полученном порошке находится, в основном, в окисленном состоянии. Комплексное использование методов термогравиметрии и масс-спектрометрии оказалось исключительно информативным в плане идентификации процессов, протекающих при нагревании исследуемого порошка в атмосферных условиях и в вакууме. Анализ результатов высокотемпературных методов исследования позволил определить качественный состав полученных материалов,

ЛИТЕРАТУРА

1. Помогайло А. Д., Розен бе рг А. С** Уфлянд И, Е,

Наночастицы металлов в полимерах. М: Химия.

2000. 672 с,

2. Уайтеайдс Дж* и др. Нанотехнолоши в ближайшем десятилетии: Прогноз направления исследований, М.: Мир. 2002, 292 с.

3. Бухтияров В, ИЦ Слинько М. Г, // Успехи химии.

2001, Т. 70. С. 167.

4. Mailer H,, Opite J ka la L, // J. Mol. Catalysis. Í989.V. 54. P. 389.

5. Мельников В*Г\ // Защита металлов- 2005. Т. 41, С. 168,

6. Shiau С,-Y., Tsai J.C // J. Chin. Ist. Giern. Eng. 1997, V. 2, P, 55.

7. Majumdar D., et al /7 1 Mater. Res. 1996. V. IL P. 2861.

8. Журавлев H, Д., Ролдугнн В, Е? Тихонов А. ГТ, //

Коллоид, журя. 1999. Т. ÓL С 322.

9. Петров Ю. И, Кластеры и малые частицы. М: Наука. 1986. 368 с.

10. Загоровский Г, ML и др. // Журн, приют химии, 2001. Т. 74. С 416,

11. Мурашова И. Б,, Тауннсанов ÏLBM Бурханова H X. // Электрохимия, 1999. Т. 35. С. 835. -

12. Колоеницып B.C., Япрынцева O.A. // Жури, прикл, химии- 2004. Т. 77. С. 60.

13. Гамбург Ю, Д. // Электрохимия. 2004. Т. 40. С. 91.

14. Данилов А. ИЦ Полукаро» КХ М. // Успехи химии, 1987. T. VU. С. 1082.

15. Carlottî M.Е», Morel S*, Cava Hi R. // 1 Disp. Sei. TechnoL 1993. V. 14. P. 35.

16. Feadler J.H. // Chem. Rev Л 987. V. 87. P. 877.

17. Шлыков С À*, Гнричев П & // ГПЭ. 1988. Т. 2. С. 141.

УДК 541Л 82.6 + 546.26 4 621.9 ТМПАТРУШЕВА, АЖКОРЕЦ, ВЛ.БАРАШКОВ, ГЖ ШЕЛ0ВАНОВА, А.В.ТОЛСТОНОГОВ

ОРГАНИЧЕСКИЕ СУСПЕНЗИИ УЛЬТРАДИСПЕРСНОГО АЛМАЗА

(Красноярский государственный технический университет, Институт химии и химической технологии СО РАН)

У льтрадис персиый алмаз (УДА) в органически жидкостях образует агрегативио-и сед имен та цион н о-устойчнвые низко-концентрированные суспензии, пригодные для получения тонких пленок. Органические суспензии УДА имеют узкий фракционный состав частиц, средний размер которых составляет 3-6 пли Возможно повышение концентрации суспензий до определенных пределов их устойчивости посредством удаления избытка дисперсионной среды. В пределах устойчивости суспензии УДА прозрачны, причем показатель преломления света в определенном интервале концентраций УДА в суспензии понижен по сравнению с показателем преломления света в дисперсионной среде, Установлен эффект просветления суспензий УДА и тонких пленок УДА на стекле.

Жидкофазные ультрадисперсные системы - суспензии на но частиц в дисперсионной среде аналогичны по свойствам золям и являются перспективным материалом для разработки на их основе технологического метода получения тонких пленок [ 1 ], Ультрадисперсный алмаз образует прозр? ные суспензии в органических жидкостях. Полученные суспензии обладают пониженными значениями поверхностного натяжения, содержат

наиболее мелкие частицы УДА и поэтому сии предложены для получения покрытий УДА.

При диффузии наночастиц в органическую фазу из водной или твердой фазы и распределении их между двумя фазами происходит очистка частиц УДА от неорганических примесей, не проникающих в органическую фазу. Необходимо отметить, что способностью диффузии в органическую фазу обладают только наиболее мелкие и незаряженные частицы.

Коллоидные дисперсии в органических средах называют «органозолями» [2]. Органозоли можно отнести к лиофобным дисперсиям, которые слабо взаимодействуют с непрерывной фазой, склонны к агрегации, но наличие барьера отталкивания и удаленность частиц способствуют сохранению устойчивости дисперсии. При потере устойчивости дисперсий коллоидные частицы образую , рыхлые кластеры, обычно называемые хлопьями, последние могут ассоциировать дальше с образованием столь же рыхлых агретатов.

2. ДИСПЕРСНАЯ ФАЗА И ДИСПЕРСИОННЫЕ

СРЕДЫ

Ультрадисперсиый алмаз (УДА) получают детонационным синтезом из азрывчатых веществ [3]. Ультрадисперсный алмаз состоит из наноча-стиц, которые склонны к агрегации [4], особенно в прог^ :ее сушки обогащенного после синтеза продукта. Поскольку особенности ультрадисперсных частиц обусловлены развитой межфазной поверхностью, они характеризуются релаксацией решетки, изменением амплитуды колебаний атомов вблизи поверхности, то есть избыточной поверхностной и свободной энергией. Было установлено [5], что на поверхности частиц УДА присутствуют хинонные, лактонные, гидроксильные и карбоксильные группы, в меньшем количестве - группы ЗО/" и СМ\ значительное количество ионов кислорода, следы хлора, азота, а также до 1 % графита, равномерно распределенного в алмазной матрице з виде тончайших прослоек, и металлы. С уменьшением размера зерна количество неорганических примесей уменьшается.

Исследования ультрадисперсных алмазных пае *5 проведенные М.Б.Гусевой [6], показали, что УДА содержит наряду с алмазными микрокристаллитами углеродные цепочки карбинной структуры и аморфную углеродную фазу. Кроме того, на поверхности присутствуют молекулярные кластеры типа адамантана. Таким образом, поверхность синтетических алмазов, извлеченных кислотной обработкой, является поверхностью с надмолекулярной структурой, возникшей в результате химического взаимодействия алмазного углерода и прочно связанных с ним металлических включений с химическими реагентами.

Размер частиц ультрадисперсного алмаза определен [3] в пределах от 4 им до 200 им, но область максимума распределения частиц по размерам находится в пределах 4-40 им, что позволяет отнести данный материал к нанофазным системам.

Вышесказанное позволяет сделать вывод о том, что УДА содержит гидрофильные и гидрофобные частицы, при этом наиболее мелкие час-

тицы более гидрофобны, чем крупные, содержащие неорганические примеси.

Для получения органических золей УДА выбор технологических жидкостей для их использования в качестве органической дисперсионной среды производился, исходя из условий смачивания материалов подложек и с учетом низких температур испарения. Последнее обеспечивало сохранение наноалмаза без графитизации или окисления при формировании пленки. Было установлено, что такие низ ко молекулярные растворители как пентан и ацетон не способны абсорбировать частицы УДА,

Применение водных суспензий для пленочной технологии зачастую не обеспечивает эффекта смачивания, тогда как органические жидкости, имеющие низкие значения коэффициента поверхностного натяжения, образуют равномерные смачивающие пленки на различных подложках.

3. ПОЛУЧЕНИЕ СУСПЕНЗИЙ УДА

Возможность фиксации частиц на далеких расстояниях определяется достаточно глубоким вторичным минимумом и высоким потенциальным барьером, препятствующим ближней коагуляции. Дальняя агрегация микрообъектов приводит к возникновению периодических коллоидных структур с квазикристаллической решеткой.

Суспензии УДА были получены при перемешивании порошка УДА или водных суспензий УДА с нюкокипящими органическими растворителями (гекеан, гептан, октан, толуол; бензол, изо-пропанол) при наложении ультразвуковых колебаний и без них. Переход наиболее мелких частиц УДА в органическую фазу происходил самопроизвольно при простом перемешивании фаз. Более интенсивный переход инициировался ультразвуковым (УЗ) воздействием, при котором происходит дезинтеграция агрегатов частиц и увеличение содержания нанокристаллической фракции.

Ультрадисперсный алмаз образует устойчивые прозрачные суспензии в органических жидкостях при концентрации твердой фазы 0,01-0,05 г/дм^, устойчивость и прозрачность которых при отгонке дисперсионной среды сохраняется вплоть до концентрации 0,5-0,7 г/дм"\ При этом возрастает вязкость суспензий и толщина образуемых ими смачивающих пленок.

4. ИССЛЕДОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СУСПЕНЗИЙ УДА

4.1, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования органических суспензий УДА осложнены малым размером, прозрачностью частиц и их небольшой концентрацией в диспер-

сиоиных средах. Известно, что поглощение электромагнитного излучения веществом вызывает переход его молекул на более высокий энергетический уровень со связывающих орбиталей на разрыхляющие. При этом квантование внутренней энергии молекул обусловливает строго определенные частоты поглощаемой энергии, что приводит к получению спектра полос поглощения. Поэтому спектроскопические методы исследования веществ наиболее точно и доступно позволяют обнаружить в веществе определенные структурные элементы. Спектроскопические исследования органических суспензий УДА проводили в УФ-области спектра, поскольку граница фундаментального поглощения в кристаллах алмаза всех типов находится в области длин волн 220-290 им. Однако большинство органических дисперсионных сред также поглощает в коротковолновой части спектра, поэтому для спектральных исследований использовали суспензии УДА в гексане, чистом от примесей бензола, поглощающем в области до 210 нм, Кроме того, использование кюветы сравнения позволяло вычесть поглощение дисперсионной среды. Исследования проводили на спектрофотометре «Спекорд УВ-ВИЗж

Изучение показателей преломления дисперсионных сред (растворителей) как и дисперсных систем (суспензий УДА) осуществлялось на рефрактометре ИРФ-22.

Для визуализации зарядового состояния ал-мазоподобных пленок нами был выбран метод НЖК-дефектос копии. Это обусловлено его высокой информативностью, простотой, экспрессно-сгью. Очень важны и его неразрушающие свойства, 42, НАСЫЩАЕМОСТЬ СУСПЕНЗИЙ УДА

Спектральные исследования позволили качественно определить, то есть дать сравнительную оценку концентраций суспензий УДА в органических средах (гексане, гептане, октане, толуоле, изопропаноле) в зависимости от режимов насыщения суспензий. Установлено (рис. 1)? что повышение концентрации суспензии пугем выпаривания дисперсионной среды приводит к закономерному росту поглощения на длинах волн 280-290 нм пропорционально концентрации твердой фазы в суспензии.

Исследование влияния различных факторов fía насыщаемость органических суспензий ультрадисперсным алмазом показало, что ультразвуковая обработка увеличивала концентрацию частиц в суспензии, Оптимальными режимами УЗ-обработки явились: время 2 мин, частота 20 кГц. Повышение температуры дисперсионной среды при УЗ-обработ-ке не способствовало насыщению суспензий,

Рис. 1. Зависимость поглощения УФ-света от концентрации суспензий УДА в гексапе. 1 —исходная. 2- концентрированная в 1,5 раза. 3- концентрированная в 2 раза,, 4 - концентрированная в 3 раза, 5 - концентрированная в 6 раз.

Исследование влияния соотношения твердой и жидкой фаз в исходной смеси на насыщаемость суспензий УДА в органических средах показало (рис, 2), что повышение соотношения масса УДА : объем дисперсионной среды до определенных пределов приводит к незначительному росту концентрации органических суспензий УДА, а дальнейшее повышение соотношения УДА : толуол в исходной смеси снижает концентрацию получаемой органической суспензии. Экспериментально установлено, что при соотношении УДА : толуол -1:10 достигается предельная насыщаемость суспензии УДА при оптимальном коэффициенте извлечения и коэффициенте распределения (табл. 1).

Длина втиы, нм

Рис,2. Определение пределов насыщаемости суспензий УДА ори соотношений УДА;октан. 1» 0,5г:1д, 2 -1г:1л, 3 - 5г:1л? 4 -

Юг:'!л, 5 - 20г:1я.

Таблица 1. Насыщаемостъ суспензий УДА.

Количест- Объем Соотноше- Концентра- Коэффици-

во УДА, толуола. ние ция суспен- ент извле-

мг мл Ст■ УДА : зии УДА, чения.

мл толуола) мг/дм3 Т

5 100 1:20 37,5 0,75

10 100 1:10 60 0,6

50 100 1:2 52 0,1

100 100 1:1 45 0,045

200 100 2:1 42 0,002

Концентрацию УДА в прозрачной органической суспензии определяли по оптической плот-

ности, используя построенный ранее калибровочный график.

Таким образом, установлено, что емкость дисперсионной органической среды по отношению к наночастицам УДА достаточно стабильна и изменяется в пределах 30-60 мг/дм3. Однако, концентрацию УДА в органических суспензиях можно увеличить путем удаления избытка дисперсионной среды выпариванием. При этом существует предел устойчивости суспензии, переход через который влечет за собой образование хлопьевидного взвешенного осадка белого цвета, образованного агрегированными частицами УДА. Путем выпаривания удается повысить концентрацию суспензии до 500-700 мг/дм3 в зависимости от дисперсионной среды.

Полученные зависимости были использованы в технологии получения алмазоподоб ных пленок из органических суспензий УДА [7].

4.3. СТАБИЛИЗАЦИЯ СУСПЕНЗИЙ УДА Устойчивость коллоидных систем достигается тогда, когда силы отталкивания превосходят на достаточную величину сипы притяжения, возникающие при сближении частиц, Электростатические силы отталкивания, возникающие в водной среде, обычно не являются ответственными за стабилизацию частиц в органических жидкостях из-за относительно малых значений электрокине-тического потенциала частиц.

Положительный эффект достигается введением в дисперсионную среду веществ-стабилизаторов , к которым относятся в частности олеиновая и стеариновая кислоты; они использовались для диспергирования некоторых пигментов в углеводородной среде. Хорошими диспергаторами для тонких частиц в неводных средах являются: алкидные смолы, сополимеры алкилметакрилатов с аминоак-рплатами мыла и олеиновые эфиры сорбита. Взаимодействия в растворах и на границе фаз определяются преимущественно взаимодействием типа кислота - основание. Для усиления кислотно-основного взаимодействия в настоящее время с успехом применяются различные органические и неорганические добавки. В качестве кислых добавок по классификации Драго [8] применяли метилен-хлорид, хлороформ, а также бензиновый спирт, а в качестве основных - ацетон и циклогексан. Известно [9], что обработка порошков этиловым спиртом, перекисью водорода и щелочным раствором увеличивает гидрофильность, а кислотная обработка, наоборот, снижает ее.

Для исследования возможности стабилизации суспензий УДА в их состав вводили органические жирные кислоты (линолевую, стеарино-

вую, дизтштгексил фосфорную) и полиметилме такрилат. Результаты представлены в табл. 2,

^абляца 2,

Стабилизация суспензий УДА.

Концентра- Количе- Концентрация

ция УДА в ство ста- УДА в орга-

исходной Стабилизатор билиза- нической СУС-

смеси. тора, % пегвни, мг/дм3

мг/дм3

100 Линолевая кислота о л 100

500 Линолевая кислота ол 30

100 Линолевая кислота ко 65

500 Линолевая кислота 1,0 20

100 Стеариновая кислота ОД 95

500 Стеариновая кислота ол 35

100 Раствор КаОН ол 0

100 Д2ЭГФ кислота ол 64

500 Д2ЭГФ кислота 0Л 30

100 Полиметилметакрилат ол 130

500 Полиметшшетакридэт ол 100

Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы. Жирные кислоты стабилизируют суспензии УДА в незначительной степени. Эффективность стабилизации максимальна при оптимальном соотношении тъердой и жидкой фаз в суспензии (Т;Ж = 1:10000) и небольшой добавке стабилизатора в раствор (менее 0,5%). Ди-2-этил гексил фосфорная кислота (Д2ЭГФК), характеризующаяся повышенной полярностью, не проявляет стабилизирующей способности по отношению к органическим суспензиям УДА.

Добавление щелочного реагента приводит к потере стабильности УДА в органической фазе, при этом в водной фазе образуется гель. Максимальную эффективность стабилизации проявляет полиметилметакрилат и другие полимерные добавки, приводящие к стерической стабилизации частиц УДА.

Если в водной фазе для частиц щелочной природы стабилизация осуществляется введением кислых реагентов, а для частиц кислой природы -введением щелочных реагентов, то в органической фазе в качестве стабилизаторов целесообразно использовать высокомолекулярные соединения.

Полученные результаты находятся в соответствии с исследованиями зарядового состояния частиц УДА в органических суспезиях и пленок УДА, полученных из органических суспензий.

Наши исследования, проведенные с УДА, суспендированном в изопропаноле^ дали величину дзета-потенциала порядка нескольких милливольт (3-5 мВ). В последнем случае причину стабилизации суспензий следует искать в образовании на частицах сольватных оболочек из молекул растворителя и, согласно Б.В.Дерягину, возникновении

«расклинивающего давления», выражающегося в раздвижении частиц.

Определение зарядового состояния частиц УДА, нанесенных на стеклянные подложки из прозрачных органических суспензий УДА методом смачивания, осуществлялось с использованием метода нематичесих жидких кристаллов (НЖК)* НЖК-метод обеспечивает визуализацию электрической нестабильности в виде злектроои-тического отклика (оптического следа). Ячейка для исследования состоит из контролируемого образца - электрода с апмазоподобной пленкой, го-меогропно ориентированного слоя НЖК (тематического жидкого кристалла) толщиной 20 мкм (в нашем случае использовали 7 цианобифенил) и стекла с проводящим прозрачным слоем двуокиси олова, Полученную структуру исследовали в поляризованном свете при скрещенных поляроидах. Установлено, что метод смачивания с последующим испарением растворителя и адгезионной тепловой обработкой формирует пленку в большей своей части диэлектрическую, состоящую из большого числа локальных областей, каждая из которых электрически обособлена и смыкается с соседними.

Таким образом, диэлектрический характер наночастиц в органических суспензиях УДА не способствует стабилизации кислыми или щелочными растворителями, но приводит к совместимости с полимерными частицами, которые наиболее эффективны в качестве стабилизаторов.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4.4. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОРГАНИЧЕСКИХ

СУСПЕНЗИЙ УДА

Рефрактометрическими исследованиями установлено, что показатель преломления суспензий УДА понижен по сравнению с показателем преломления дисперсионной среды.

Га блица 3,

Оптические свойства органических суспензий УДА,.

Концентрация суспензии, 1 мг. дм' Поглощение, % X = 400 нм Показатель преломления, п Снижение п, Дп

6 97,0 1,487 0,001

14 94,0 1,478 0,010

20 93,0 1,487 0,001

50 92,0 1,485 0,002

26 92,0 1,485 0,003

52 87,0 1,479 0,009

ПО 75,0 1,478 0,010

140 64,0 1,480 0,008

280 44,0 1,491 0

При концентрировании суспензий их показатель преломления еще более снижается вплоть до концентрации 110 мг/дм3 (поглощение 75%), а далее повышается, достигая значения, характерного для дисперсионной среды.

Снижение показателя преломления суспензий УДА (рис. 3) по сравнению с чистыми органическими растворителями, в частности, толуолом происходит наряду со снижением ее оптической плотности в УФ области спектра*

Дп - 10

12

Л

с; 10

<9 к 8

г? л? V* X

О С & е; 6

Ф о

X с

X ф 4

* С

к X 2

и

0

0 100 200 300

Концентрация органической еусгздизии УДА, мг/л

Рис.З. Просветляющая способность суспензий УДА. Дп — снижение показателя преломления

Это свидетельствует о повышении прозрачности суспензий УДА по сравнению с чистыми растворителями вплоть до определенного предела концентраций УДА, Предел прозрачности органических суспензий УДА определяется порогом устойчивости этих суспензий, при котором образуется взвешенный белый хлопьевидный осадок.

Факт просветляющей способности УДА получил экспериментальное подтверждение: покрытия УДА, полученные по методу смачивания из органических суспензий УДА, характеризовались большим значением коэффициента пропускания света, чем чистое стекло (рис.4).

Погкнцвтк?. отн.сд.

1.1 .

Ш г ¡Ш ;

\

т 1

0.7

4 .. . . \

Примечание: показатель преломления п толуола

350 41Ю 450 №4 55*1 Ш) Ш 7 Ш 750 Ш «5<1

Д-ЧННЯ ВОЛНЫ, и.«

Рис. 4. Просветляющая способность покрытия УДА на стекле. 1 чистое стекло, 2 - стекло с покрытием.

Эффект просветления обусловлен интерференционными явлениями и уменьшением отражения от поверхности при покрытии ее тонкими пленками. Это приводит к повышению прозрачности. Прозрачность характеризуется тем, какую часть света пропускает среда без изменения его направления,

4.5, ПОРОШОК УДА, ВЫДЕЛЕННЫЙ ИЗ ОРГАНИЧЕСКОЙ СУСПЕНЗИИ

Прозрачные органические суспензии УДА были подвергнуты выпариванию для удаления дисперсионной среды (гексана). Полученный сухой остаток представлял собой белый тонкодисперсный порошок. В обычном состоянии очищенный УДА имеет серый цвет.

На рис. 5 приведены ИК-спектры порошков УДА. По сравнению с исходным порошком детонационного синтеза после химической очистки (кривая 1) фракция, выделенная из органической суспензии (кривая 2) имеет более интенсивный пик в области 2900 см"1. Это свидетельствует об образовании химической связи частиц УДА с органическим растворителем.

Поглощение, %

---!-1-у—.........|............................|м и ,„ --1-(

0 1000 2000 3000 40ОЙ

Дтжа вшгны> см'5

Рис. 5. ИК-спекгры исходного УДА (I) и выделенного из органической суспензии (2).

Известно, что с уменьшением размера частиц твердого тела возрастает его активность и уменьшается температура плавления. Полученный белый порошок обладает повышенной пластичностью и проявляет новые оптические свойства. Кроме того, повышенное значение его удельной поверхности предполагает нанометровый размер частиц и узкий фракционный состав нового материала.

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований обнаружены новые свойства органических суспензий ультрадисперсного алмаза, такие как просветляющая способность покрытий УДА и снижение показателя преломления суспензии УДА, обусловленные малым размером частиц и узким фракционным составом суспензий. Определены условия насыщения суспензий УДА с целью их дальнейшего использования в технологии получения ал-мазоподобных покрытий. Выделенный из прозрачных органических золей УДА представляет собой композит, включающий органическую фазу.

Явление диффузии наночастнц УДА из водной или твердой фазы в органическую, возможно, основано на избирательном смачивании. Избирательное смачивание неполярным углеводородом наблюдается тогда, когда разность полярностей между углеводородом и твердым веществом меньше, чем между водой и этим веществом. Известно, что минералы высокой твердости - кварц, корунд, алмаз — обладают высокой гидрофильностью. Проведенные нами эксперименты показали, что нано-частицы УДА с размерами 3-8 им являются гидрофобными и избирательно смачиваются органическими растворителями. Поэтому в органическую фазу переходят наиболее мелкие, не несущие заряда частицы УДА. Повышение концентрации органической суспензии УДА может быть достигнуто введением полимерных стабилизаторов.

ЛИТЕРАТУРА

Т Адриан сва-Патрушева Т.Н., Захаров А,А, Коллоидный журнал. 1999, Т.61. Вьгп.2. С.293-297. 1, Воюцкий C.B. Коллоидная химия. М: Химия. 1987.511 с,

3- Ляпгеии А.ИМ Петров Е.А., Ершов A.ÎL ДАН

СССР. 1988. 302.3. С.611.

4. Овчарзико А.Г\, Соломина Х.В., Сатаев P.P. Коллоидный журнал; 1991. Т.53. Вып.5, С J 066.

5. Петрова А.Л., Верещагин П,Мм Новоселов В, В. Сверхтвердые материалы. 1992. №4. С.3-5.

6. Гусева МБ,, Бабаев ВХ„ Хвостов В.В* Изв. АН. Сер. фт. 1994. T.58,C.19L

7. Patrusheva T.N., Koretx A.YaM Koroïev VX. Mater. Conf. ICMAT 2001, Singapour. 1-6 july, Singapour. РЛ85,

8. Дерягин Б,В. Исследования в области поверхностных сил. М: Наука. 1967, С.84

9. Чураев Н.В. // Коллоидный журнал, 1996. Т.58. Вып. 6. С.725-737.

Кафедра конструирования и производства радиоаппаратуры

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.