Реорганізація фрактальної структури пор у порошках детонаційних наноалмазів за високого тиску
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe66.7.635Ключові слова:
детонацiйнi наноалмази, пористiсть, фрактальнi кластери, високий тиск, малокутове розсiяння нейтронiв, рентгеноструктурний аналiзАнотація
Алмазнi наночастинки мають значнi перспективи технологiчних застосувань, тому їх виготовлення та подальша деагрегацiя є актуальною задачею. В данiй статтi за допомогою малокутового розсiяння нейтронiв проаналiзовано пористу структуру агрегатiв у порошках детонацiйних наноалмазiв. Вплив високого тиску дозволив роздiлити внески у малокутове розсiяння вiд мiкро- та нанорозмiрних пор. Визначено тип фрактальних кластерiв, утворених нанопорами. Пiдтверджено можливiсть часткової механiчної деагрегацiї наноалмазних частинок за тиску 1,5 ГПа.
Посилання
O.A. Shenderova, V.V. Zhirnov, D.W. Brenner. Carbon nanostructures. Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 27, 227 (2002). https://doi.org/10.1080/10408430208500497
O.V. Tomchuk, M.V. Avdeev, A.T. Dideikin et al. Revealing the structure of composite nanodiamond-graphene oxide aqueous dispersions by small-angle scattering. Diamond Relat. Mater. 103, 107670 (2020). https://doi.org/10.1016/j.diamond.2019.107670
E. Osawa. Monodisperse single nanodiamond particulates. Pure Appl. Chem. 80, 1365 (2008). https://doi.org/10.1351/pac200880071365
V.N. Mochalin, O. Shenderova, D. Ho et al. The properties and applications of nanodiamonds. Nat. Nanotechnol. 7, 11 (2012). https://doi.org/10.1038/nnano.2011.209
O. Tomchuk, V. Ryukhtin, O. Ivankov et al. SANS analysis of aqueous dispersions of Eu- and Gd-grafted nanodiamond particles. Fuller. Nanotub. Carbon Nanostr. 28, 272 (2020). https://doi.org/10.1080/1536383X.2019.1697686
O.V. Tomchuk, L.A. Bulavin, V.L. Aksenov et al. Small-angle scattering in structural research of nanodiamond dispersions. In: Modern Problems of the Physics of Liquid Systems. Selected Reviews from the 8th International Conference "Physics of Liquid Matter: Modern Problems", May 18-22, 2018, Kyiv, Ukraine. Edited by L.A. Bulavin, L. Xu (Springer, 2019), p. 201.
https://doi.org/10.1007/978-3-030-21755-6_8
A. Kruger, F. Kataoka, M. Ozawa et al. Unusually tight aggregation in detonation nanodiamond: Identifi cation and disintegration. Carbon 43, 1722 (2005).
https://doi.org/10.1016/j.carbon.2005.02.020
A.T. Dideikin, A.E. Aleksenskii, M.V. Baidakova et al. Rehybridization of carbon on facets of detonation diamond nanocrystals and forming hydrosols of individual particles. Carbon 122, 737 (2017).
https://doi.org/10.1016/j.carbon.2017.07.013
M.V. Avdeev, V.L. Aksenov, L. Rosta. Pressure induced changes in fractal structure of detonation nanodiamond
powder by small-angle neutron scattering. Diamond Relat. Mater. 16, 2050 (2007).
https://doi.org/10.1016/j.diamond.2007.07.023
O.A. Kyzyma, A.V. Tomchuk, M.V. Avdeev et al. Structural researches of carbonic fluid nanosystems. Ukr. J. Phys. 60, 835 (2015).
https://doi.org/10.15407/ujpe60.09.0835
B.B. Mandelbrot, The Fractal Geometry of Nature (Freeman, 1982).
O.V. Tomchuk. The concept of fractals in the structural analysis of nanosystems: A retrospective look and prospects. Ukr. J. Phys. 65, 703 (2020).
https://doi.org/10.15407/ujpe65.8.709
A.I. Kuklin, A.V. Rogachev, D.V. Soloviov et al., Neutronographic investigations of supramolecular structures on upgraded small-angle spectrometer YuMO. J. Phys.: Conf. Ser. 848, 012010 (2017).
https://doi.org/10.1088/1742-6596/848/1/012010
P. Scardi, M. Leoni. Diff raction line profi les from polydisperse crystalline systems. Acta Crystallogr. A 57, 604 (2001).
https://doi.org/10.1107/S0108767301008881
O.V. Tomchuk, L.A. Bulavin, V.L. Aksenov et al. Small-angle scattering from polydisperse particles with a diffusive surface. J. Appl. Cryst. 47, 642 (2014).
https://doi.org/10.1107/S1600576714001216
G. Beaucage. Approximations leading to a unified exponential/power-law approach to small-angle scattering. J. Appl. Cryst. 28, 717 (1995).
https://doi.org/10.1107/S0021889895005292
M.V. Avdeev, N.N. Rozhkova, V.L. Aksenov et al. Aggregate structure in concentrated liquid dispersions of ultrananocrystalline diamond by small-angle neutron scattering. J. Phys. Chem. C 113, 9473 (2009).
https://doi.org/10.1021/jp900424p
O.V. Tomchuk, M.V. Avdeev, A.E. Aleksenskii et al. Sol-gel transition in nanodiamond aqueous dispersions by small-angle scattering. J. Phys. Chem. C 123, 18028 (2019).
https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.9b03175
M.V. Avdeev, V.L. Aksenov, O.V. Tomchuk et al. The spatial diamond-graphite transition in detonation nanodiamond as revealed by small-angle neutron scattering. J.Phys.: Cond. Matt. 25, 445001 (2013). https://doi.org/10.1088/0953-8984/25/44/445001
C.M. Sorensen. Light scattering by fractal aggregates: A review. Aerosol Sci. Technol. 35, 648 (2001). https://doi.org/10.1080/02786820117868
O.V. Tomchuk. Some aspects of small-angle scattering by fractal chains. AIP Conf. Proc. 2163, 020006 (2019). https://doi.org/10.1063/1.5130085
O.V. Tomchuk, M.V. Avdeev, L.A. Bulavin. About the size cut-off effect on small-angle scattering by stochastic mass fractals. J. Surf. Invest. 14, S231 (2020). https://doi.org/10.1134/S1027451020070484
O.V. Tomchuk, M.V. Avdeev, V.L. Aksenov et al. Temperature-dependent fractal structure of particle clusters in aqueous ferrofluids by small-angle scattering. Colloids Surf. A 613, 126090 (2021). https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2020.126090
T. Freltoft, J.K. Kjems, S.K. Sinha. Power-law correlations and finite-size effects in silica particle aggregates studied by small-angle neutron scattering. Phys. Rev. B 33, 269 (1986). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.33.269
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
