Электровзрыв ( англ. electric explosion ) — 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 10 ⁴ -10 ⁶ 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 до температур более 10 ⁴ К .

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 5·10 ³ м·с ^-1 , и перегретый металл взрывообразно диспергируется . Давление и температура на фронте возникающей ударной волны достигают нескольких сотен МПа и ~10 ⁴ К, соответственно. В результате конденсации в потоке быстро расширяющегося пара образуются частицы очень малых размеров. Регулируя условия взрыва, можно получать порошки, размер частиц которых 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 C ₁₀ H ₂₂ , парафин , техническое масло) можно получать ультрадисперсные порошки оксидов , нитридов , карбидов или их смесей.

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.

Литература

• Гусев А. И. «Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии», — М.: Физматлит, 2007. — 416 с.
• (англ.) Gusev A. I., Rempel A. A. «Nanocrystalline Materials», — Cambridge: Cambridge International Science Publishing, 2004. — 351 p.

Ссылки

• При написании этой статьи использовался материал из издания « Словарь нанотехнологических терминов » (2009—…), доступного по лицензии Creative Commons .