Spinodal este o linie sau o suprafață într-o diagramă de fază care separă regiunea stărilor metastabile (faze) de la cele labile, adică, absolut instabile. Faza instabilă se descompune spontan în faze stabile. Acesta este un proces ireversibil, determinat de fluctuațiile locale ale concentrațiilor componentelor amestecului.
Descompunerea spinodală diferă de descompunerea fazelor metastabile prin faptul că aceasta din urmă este asociată cu formarea embrionilor, iar prima se întâmplă uniform în întregul material.
Spinodul se descompune în diverse materiale: aliaje, pahare, geluri, ceramică, soluții lichide și soluții de polimeri. Un exemplu este formarea unui amestec neomogen care are o structură cu granulație fină, cu răcirea bruscă a unor soluții solide. [1]
Mai jos sunt câteva exemple de utilizare a descompunerii spinării pentru a produce materiale cu proprietăți funcționale diferite.
In [3] descompunerea spinodal a soluțiilor solide epitaxial Alx GA1-x As si GAX In1-x P are loc pentru a forma o distribuție periodică a precipitatelor, și ca rezultat, prin care se dispune nano- și microrelieful pe suprafața soluției solide, care îmbunătățește proprietățile semiconducting.
Lucrarea [4] ia în considerare producerea de materiale termoelectrice, în special, pe baza unui aliaj de compoziție Pb0.36 Ge0.64. Pentru a obține un material termoelectric bi-fazic eficient, este extrem de important să se reducă coeficientul de difuzie (reducerea nanodectelor de tip punct și
efecte de împrăștiere a frontierelor). Datorită efectului descompunerii spinode, timpul de maturare (la 500 ° C 730 ° C) în timpul formării materialului poate fi redus la 1-2 minute. În același timp, se atinge minimul coeficientului de difuzie cu o perioadă de îmbătrânire de 1 minut (figura 1).
Fenomenul conductivității termoelectrice este asociat cu transformarea electricității într-un gradient de temperatură. În plus, această abordare este utilizată pentru a se răci și a produce energie electrică atunci când este încălzită. Eficiența acestor materiale depinde de combinația diferitelor proprietăți ale materialelor constituente și se exprimă prin coeficientul ZT. Aplicarea comercială este posibilă cu ZT aproximativ 0,8. Și numai câteva materiale cunoscute au un ZT care depășește unul.
De asemenea, prepararea materialelor termoelectrice nanostructurate cu conductivitate termică foarte scăzută este considerată în [5]. System (PbTe) 1-x (PbS) x (Pb0,95 Sr0,05 Te) 1-x (PbS) x soluții solide nu sunt. Acestea constau din regiuni de PbTe saturate și PbS. Dar, datorită procesului de descompunere spinodal, dimensiunile acestor zone sunt atât de mici încât caracteristicile sale materialul rezultat corespunde unei soluții solide normale. Pentru aceste sisteme la x = 0,08 ZT ~ 1,5. (apare un amestec de efecte: nuclearea și descompunerea spinodală). Acest lucru este mult mai mare decât în cazul materialelor non-nanostructurate de aceeași compoziție la toate temperaturile. Spontalizarea descompunerii face posibilă realizarea unei soluții solide cu o fază metastabilă, formată din două fracții de volum, termodinamic mai stabile. Figura 2 prezintă schematic diferența dintre rezultatele dezintegrării spinale (dungi) și nuclearea și creșterea (punct).
Principiul distrugerii spinului se află, de asemenea, la baza mecanismului de formare a membranelor polisulfonice pentru purificarea apei [6]. Un model ipotetic al acestui proces este prezentat în Fig.
De asemenea, descompunerea spinodală în prezența nanoparticulelor și microporelor poate fi utilizată pentru a sintetiza nanotuburile și nanorodele. [7]
Preparat de Sh. A.E. Silich K.A. Pogosova M.A. (Departamentul de Chimie, Universitatea de Stat din Moscova)
Scor general: 10.0 (voturi 1)
Experiența formării în domeniul tehnologiei nanotehnologiei
În acest studiu, vă rugăm să vă împărtășiți experiența și atitudinea dvs. față de tehnologia nanotehnologiei și ariile aferente. Vă mulțumim anticipat pentru nediscriminarea voastră!
Lucrări de proiect
Astăzi, așa-numita lucrare de proiect a elevilor este din ce în ce mai populară, dar există opinii foarte diferite în acest sens. V-am fi recunoscători dacă v-ați exprima pe scurt opinia dvs. cu privire la această chestiune votând. Mulțumită în avans!
Trimiteți-le prietenilor: