×
10.08.2015
216.013.6a78

Результат интеллектуальной деятельности: ЭЛЕКТРОПЛАЗМЕННЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ ЗАДАННОГО РАЗМЕРА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к порошковой металлургии. Способ получения наноразмерных частиц включает электроплазменную обработку поверхности электролита в виде солевого раствора, содержащего индуцированные ионы металлов или полупроводников с формированием из них частиц заданного размера. Электроплазменную обработку поверхности электролита проводят с использованием зарядного устройства с напряжением до 30 кВ, питающего конденсаторную батарею с емкостью (1,02…75)·10 Ф, анода, выполненного в виде кольца и размещенного с зазором 2-4 мм над поверхностью электролита, и катода, размещенного в середине упомянутого кольца без погружения в электролит. Обработку ведут с обеспечением веерного перемещения искрового разряда по поверхности электролита, восстановлением индуцированных ионов до нейтрального состояния атомов и агломерацией их в наноразмерные частицы металлов или полупроводников, изменение размера которых задают изменением параметров емкости конденсаторной батареи и концентрации солевого раствора электролита. Обеспечивается получение наночастиц металла с допуском 10%. 4 ил.
Основные результаты: Способ получения наноразмерных частиц, включающий электроплазменную обработку поверхности электролита в виде солевого раствора, содержащего индуцированные ионы металлов или полупроводников с формированием из них частиц заданного размера, отличающийся тем, что электроплазменную обработку поверхности электролита проводят с использованием зарядного устройства с напряжением до 30 кВ, питающего конденсаторную батарею с емкостью (1,02…75)·10 Ф, анода, выполненного в виде кольца и размещенного с зазором 2-4 мм над поверхностью электролита, и катода, размещенного в середине упомянутого кольца без погружения в электролит, причем обработку ведут с обеспечением веерного перемещения искрового разряда по поверхности электролита и восстановлением индуцированных ионов до нейтрального состояния атомов с агломерацией их в наноразмерные частицы металлов или полупроводников, изменение размера которых задают изменением параметров емкости конденсаторной батареи и концентрации солевого раствора электролита.

Изобретение относится к области нанотехнологий, способам формирования наноструктур.

В настоящее время все большее внимание уделяется наноразмерным металлическим структурам, в частности, обладающим магнитными свойствами, и способам их получения.

Известен способ получения наночастиц сплава платиновых металлов с железом. Способ включает электрохимическое растворение сплава железо-платиновый металл при контролируемом значении анодного потенциала от +0,1 до +0,6 В с получением наночастиц размером 0,5-10 нм в виде нерастворенного осадка с содержанием железа до 40% от массы осадка.

Недостаток способа заключается в невозможности применения методики для получения наночастиц различного химического состава и малом интервале получаемых размеров частиц.

Наиболее близким к заявленному способу является патент 2429107 «Способ получения высокодисперсных порошков меди» автора Графутина В.И. Способ включает растворение материала анода из меди, погруженного в электролит, содержащий ионы меди, их восстановление с получением порошка меди. Восстановление ионов меди осуществляют в электролите электронами, поступающими с катода, при зажигании разряда между катодом и электролитом.

Однако предложенный способ не позволяет надежно контролировать получение частиц определенного состава и размера. На результат влияет материал электрода (высокая химическая чистота).

Одним из главных недостатков разработанных методов является широкое распределение получаемых наночастиц по размерам либо полное отсутствие структурированной матрицы формируемых элементов и невозможность получения частиц конкретного размера и формы. Поэтому основной задачей при разработке новых методик формирования наноразмерных материалов является получение частиц фиксированного размера и обеспечение возможности плавно изменять геометрические параметры образуемых структур. Кроме того, известные современные методы не являются универсальными с точки зрения материала получаемых частиц.

Для преодоления указанных недостатков предлагается данный способ.

Основной целью данного изобретения является: создание универсального способа получения наночастиц металла или полупроводника заданного размера.

Технический результат: способ позволяет получать частицы заданного размера от единиц нанометров до микрометров с допуском 10%.

Технический результат достигается восстановлением атомов металла или полупроводника искровым разрядом в тонком поверхностном слое солевого раствора, с использованием зарядного устройства, питающего конденсаторную батарею, подключенную к аноду, выполненному в виде кольца, и катоду, размещенному в середине упомянутого кольца без погружения в электролит, за счет вариации таких параметров системы, как емкость конденсаторной батареи и концентрация солевого раствора электролита.

Описание изобретения

Способ получения наноразмерных частиц, включающий электроплазменную обработку поверхности электролита в виде солевого раствора, содержащего индуцированные ионы металлов или полупроводников с формированием из них частиц заданного размера. Электроплазменную обработку поверхности электролита проводят с использованием зарядного устройства с напряжением до 30 кВ, питающего конденсаторную батарею с емкостью (1,02…75)·10-10 Ф, анода, выполненного в виде кольца и размещенного с зазором 2-4 мм над поверхностью электролита. Катод размещается в середине упомянутого кольца без погружения в электролит. Устанавливаемый воздушный зазор между анодом и электролитом 2…4 мм должен гарантировать его электрический пробой (фиг. 1), который в условиях данной системы происходит с постоянной частотой, зависящей от прикладываемого потенциала и емкости конденсаторной батареи.

Предлагаемый вариант расположения электродов (фиг. 1), во-первых, позволяет варьировать контактную площадь плазмы искрового разряда с поверхностью электролита, изменяя расстояние между электродами, во-вторых, позволяет применять электроды из любого проводящего материала и, в-третьих, исключает непосредственный контакт электрода с электролитом. Использование кольцеобразного электрода обеспечивает веерное перемещение искрового разряда по поверхности электролита.

При протекании искрового разряда по поверхности электролита между электродами происходит восстановление индуцированных ионов нейтрального состояния атомов и агломерация их в наноразмерные частицы металлов или полупроводников, затем следует перезарядка конденсаторной батареи и повторение цикла разрядов.

При содержании в водном растворе сульфида меди 31.96·10-3 вес. % - 0.5 г/л получены частицы со средним размером ~42 нм, а при увеличении концентрации до 14.66% - 250 г/л их величина составила ~820 нм, размеры сформированных объектов определялись лазерным анализатором Microtrac S3500. Пример получаемого распределения частиц после пятиминутного воздействия плазмы искрового разряда с Uc=7…9 кВ на раствор CuSO4 с концентрацией пятиводной соли 1 г/л представлен на фиг. 2. Интервал, в котором изменение концентрации влечет за собой изменение размера частиц, оказывается достаточно узким 0.5…5 г/л (фиг. 3), причем с превышением концентрации в 5 г/л средний размер формируемых частиц выходит на постоянную величину 820 нм. Таким образом, достигается стабильное состояние формирующейся частицы и дальнейшее увеличение концентрации способствует наработке большего количества формирующихся частиц.

Частицы имеют пластинчатую форму, определяемую диффузионным сбором атомов из очень тонкого поверхностного слоя, что подтверждается результатами атомно-силовой микроскопии. Концентрация ионов металла или полупроводника в поверхностном слое электролита позволяет контролировать количество восстановленных атомов в активной области при равных протекающих разрядных токах и влияет на размер и характер распределения частиц.

Вторым фактором, позволяющим контролировать размер формируемых частиц, является емкость конденсаторной батареи, которая определяет заряд, проходящий по поверхности электролита, и, соответственно, количество восстановленных ионов металла или полупроводника. Результат анализа растворов после электроплазменной обработки с емкостями в интервале от 102 пФ до 4 мкФ представленный на фиг. 4 подтверждает рост размера формируемых частиц от разрядной емкости конденсаторной батареи, здесь размер указан по среднему значению гистограммы распределения частиц.

После завершения электроплазменной обработки и окончательного формирования итоговой частицы при отсутствии в растворе стабилизирующих поверхностно-активных веществ происходит дальнейшая агломерация сформированных частиц в более крупные фрагменты.

Предложенным способом, подбирая емкость конденсаторной батареи и концентрацию солевого раствора электролита, можно получить частицы заданного размера, а использование различных солевых растворов электролитов позволяет получать металлические или полупроводниковые частицы требуемого химического состава. Таким образом, достигается указанный технический результат получения частиц заданного размера от единиц нанометров до микрометров с допуском 10%.

Способ получения наноразмерных частиц, включающий электроплазменную обработку поверхности электролита в виде солевого раствора, содержащего индуцированные ионы металлов или полупроводников с формированием из них частиц заданного размера, отличающийся тем, что электроплазменную обработку поверхности электролита проводят с использованием зарядного устройства с напряжением до 30 кВ, питающего конденсаторную батарею с емкостью (1,02…75)·10 Ф, анода, выполненного в виде кольца и размещенного с зазором 2-4 мм над поверхностью электролита, и катода, размещенного в середине упомянутого кольца без погружения в электролит, причем обработку ведут с обеспечением веерного перемещения искрового разряда по поверхности электролита и восстановлением индуцированных ионов до нейтрального состояния атомов с агломерацией их в наноразмерные частицы металлов или полупроводников, изменение размера которых задают изменением параметров емкости конденсаторной батареи и концентрации солевого раствора электролита.
ЭЛЕКТРОПЛАЗМЕННЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ ЗАДАННОГО РАЗМЕРА
ЭЛЕКТРОПЛАЗМЕННЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ ЗАДАННОГО РАЗМЕРА
ЭЛЕКТРОПЛАЗМЕННЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ ЗАДАННОГО РАЗМЕРА
ЭЛЕКТРОПЛАЗМЕННЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ ЗАДАННОГО РАЗМЕРА
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 11-20 of 29 items.
20.07.2014
№216.012.df56

Система классификации деталей по группам обрабатываемости по их геометрическим параметрам

Изобретение относится к средствам автоматизированного моделирования объектов для решения задач по классификации деталей по группам обрабатываемости и предварительного подбора режущего инструмента для их обработки. Технический результат заключается в сокращении времени создания компьютерной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522960
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.e0d7

Способ снижения жесткости мембраны эритроцитов у больных раком шейки матки

Изобретение относится к области медицины, в частности к онкологии. Эритроциты пациентки с местно-распространенным раком шейки матки (Ib-IIa) по FIGO подвергают однократному воздействию фемтосекундным импульсным лазерным излучением in vitro в пробирке. Длина волны излучения 1,55 мкм, доза 0,10...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523345
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.12.2014
№216.013.12f1

Способ диагностики прогрессирующих форм рака яичников

Изобретение относится к области медицины, в частности к онкологии, и описывает способ диагностики стадий распространенного рака яичников, включающий исследование плазмы крови, где у пациентки определяют стадию заболеванию по международной гинекологической классификации (FIGO) и относят его к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536272
Дата охранного документа: 20.12.2014
20.12.2014
№216.013.12fc

Способ новокаиновой блокады

Изобретение относится к медицине, а именно к урологии, и может быть использовано при лечении почечной колики и орхоэпидидимита. Для этого пациента укладывают в положение лежа на боку на сторону, противоположную месту блокады. В качестве ориентира проводят вертикальную линию в проекции Петитова...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536283
Дата охранного документа: 20.12.2014
10.02.2015
№216.013.21dd

Способ нагрева тонких металлических пленок

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано для оптимального распределения тепла при нагреве металлических образцов встречными волнами ближнего ИК-диапазона. Предлагаемый способ нагрева тонких металлических пленок, реализуемый с помощью схемы интерферометра Маха-Цендера,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540122
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.02.2015
№216.013.247e

Способ классификации деталей по группам обрабатываемости по их геометрическим параметрам

Изобретение относится к средствам автоматизированного моделирования объектов. Технический результат - повышение точности классификации деталей по группам обрабатываемости. Способ классификации деталей по группам обрабатываемости по их геометрическим параметрам включает: анализ геометрии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540795
Дата охранного документа: 10.02.2015
20.02.2015
№216.013.2ae5

Способ оценки качественных показателей эритроцитсодержащих сред в процессе их хранения

Изобретение относится к области медицины, в частности к трансфузиологии, и предназначено для определения качественных показателей эритроцитсодержащих сред, находящихся на хранении в банке крови. Сущность способа: в процессе их хранения путём сканирования с помощью атомно-силового микроскопа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542438
Дата охранного документа: 20.02.2015
10.04.2015
№216.013.3b4d

Устройство дистанционного слежения в исследовательской радиационно-защитной "горячей" камере

Изобретение относится к устройству видеонаблюдения и может быть использовано для слежения за технологическими процессами в радиационно-защитных «горячих» камерах. Технический результат: расширение диапазона видеонаблюдения за счет вращения исполнительного механизма в двух взаимно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546669
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3ec9

Способ прогнозирования пятилетней выживаемости пациенток с инфильтрирующим раком молочной железы путем определения суммарного балла злокачественности

Изобретение относится к области медицины, в частности к онкологии и к патолого-анатомической диагностике, и может быть использовано для прогнозирования течения инфильтрирующего рака молочной железы. Способ осуществляют путем суммирования баллов шести основных микроморфологических параметров...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547561
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.4092

Способ извлечения из мишени плоской формы полученных в результате облучения целевых компонентов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к средствам извлечения компонентов из облученной мишени. В заявленном способе мишень, выполненную в виде загерметизированного в оболочку плоского сепаратора, сначала подвергают поперечной разрезке путем отсечения конечных частей мишени, а затем производят двухстороннее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548018
Дата охранного документа: 10.04.2015
Showing 11-20 of 29 items.
20.07.2014
№216.012.df56

Система классификации деталей по группам обрабатываемости по их геометрическим параметрам

Изобретение относится к средствам автоматизированного моделирования объектов для решения задач по классификации деталей по группам обрабатываемости и предварительного подбора режущего инструмента для их обработки. Технический результат заключается в сокращении времени создания компьютерной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522960
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.e0d7

Способ снижения жесткости мембраны эритроцитов у больных раком шейки матки

Изобретение относится к области медицины, в частности к онкологии. Эритроциты пациентки с местно-распространенным раком шейки матки (Ib-IIa) по FIGO подвергают однократному воздействию фемтосекундным импульсным лазерным излучением in vitro в пробирке. Длина волны излучения 1,55 мкм, доза 0,10...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523345
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.12.2014
№216.013.12f1

Способ диагностики прогрессирующих форм рака яичников

Изобретение относится к области медицины, в частности к онкологии, и описывает способ диагностики стадий распространенного рака яичников, включающий исследование плазмы крови, где у пациентки определяют стадию заболеванию по международной гинекологической классификации (FIGO) и относят его к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536272
Дата охранного документа: 20.12.2014
20.12.2014
№216.013.12fc

Способ новокаиновой блокады

Изобретение относится к медицине, а именно к урологии, и может быть использовано при лечении почечной колики и орхоэпидидимита. Для этого пациента укладывают в положение лежа на боку на сторону, противоположную месту блокады. В качестве ориентира проводят вертикальную линию в проекции Петитова...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536283
Дата охранного документа: 20.12.2014
10.02.2015
№216.013.21dd

Способ нагрева тонких металлических пленок

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано для оптимального распределения тепла при нагреве металлических образцов встречными волнами ближнего ИК-диапазона. Предлагаемый способ нагрева тонких металлических пленок, реализуемый с помощью схемы интерферометра Маха-Цендера,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540122
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.02.2015
№216.013.247e

Способ классификации деталей по группам обрабатываемости по их геометрическим параметрам

Изобретение относится к средствам автоматизированного моделирования объектов. Технический результат - повышение точности классификации деталей по группам обрабатываемости. Способ классификации деталей по группам обрабатываемости по их геометрическим параметрам включает: анализ геометрии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540795
Дата охранного документа: 10.02.2015
20.02.2015
№216.013.2ae5

Способ оценки качественных показателей эритроцитсодержащих сред в процессе их хранения

Изобретение относится к области медицины, в частности к трансфузиологии, и предназначено для определения качественных показателей эритроцитсодержащих сред, находящихся на хранении в банке крови. Сущность способа: в процессе их хранения путём сканирования с помощью атомно-силового микроскопа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542438
Дата охранного документа: 20.02.2015
10.04.2015
№216.013.3b4d

Устройство дистанционного слежения в исследовательской радиационно-защитной "горячей" камере

Изобретение относится к устройству видеонаблюдения и может быть использовано для слежения за технологическими процессами в радиационно-защитных «горячих» камерах. Технический результат: расширение диапазона видеонаблюдения за счет вращения исполнительного механизма в двух взаимно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546669
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3ec9

Способ прогнозирования пятилетней выживаемости пациенток с инфильтрирующим раком молочной железы путем определения суммарного балла злокачественности

Изобретение относится к области медицины, в частности к онкологии и к патолого-анатомической диагностике, и может быть использовано для прогнозирования течения инфильтрирующего рака молочной железы. Способ осуществляют путем суммирования баллов шести основных микроморфологических параметров...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547561
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.4092

Способ извлечения из мишени плоской формы полученных в результате облучения целевых компонентов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к средствам извлечения компонентов из облученной мишени. В заявленном способе мишень, выполненную в виде загерметизированного в оболочку плоского сепаратора, сначала подвергают поперечной разрезке путем отсечения конечных частей мишени, а затем производят двухстороннее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548018
Дата охранного документа: 10.04.2015
+ добавить свой РИД