Фрактальная структура и свойства коллоидных металлов и композиционных материалов на их основе тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.11 ВАК РФ

РГ6 од

-, АКАДЕМ1Я НАУК УКРА1НИ

ИНСТИТУТ- К0Л01ДН01 XIMIÏ ТА XIMII ВОДИ ¡и. А. В.ДУМАНСЬКОГО

На правах рукопнсу

ХВОРОВ Михаиле Михайлович

ФРАКТАЛЬНА СТРУКТУРА I ВЛАСТИВОСТ1 КОЛО'ГДНИХ МЕТАЛ1В ТА К0МП03И1Ц1ЙНИХ ГЛАТЕР1АЛ1В НА ÏX OGHOBI

СПЕЦДЛЬНЮТЬ: 02.00.11—колоТдна та мембранна х1м1я

АВТОРЕФЕРАТ дисертац1Т на здобуттп вченого ступени доктора xImIhhhx наук

КнТв-1993

Робота виконана в 1нститут1 коло!дно1 хтмН та х!м11 води 1м. А.В.Думанського Академ!! наук УкраТни

0ф1ц1йн: опоненти :

Доктор х!м1чних наук, професор Гуль В.6.

Доктор техн!чних наук, професор Ковальченко М.С.

Доктор х1м1чних наук, професор Дейнега Ю.Ф.

Пров1дна установа : Санкт-Петербурзький технолог!чний 1нститут

~ со

Захист ввдбудеться "3/ " / PAß Нtf 1993 р.о /О год. на зас1данн! спец!ал1зованох вчено! ради Д.016.55.01 в 1нститут1 коло1дно! xiMil та xiMii води 1м.А.В.Думанського АН Укра1ки за адресою :

252680, kiiib-180, проспект Вернадського,. 42. 3 дисертац!ею мокна ознайомитись в б!бл!отец1 IKXXB 1м.A.B. Думанського АН Укратни.

Автореферат разосланий 2. В ¡¿Sa / 1993 р.

Вчений секретар спецгал1зовано! вчено! р cS/S Б.Ю. Корн1лович

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОЕОТМ Актуалыпстъ роботи. Одн!ею з найважливших задач колоТдно! х!мН метал!в е вивчення законом!рностей, що пов'язують ф1зико-х1м1чн1 характеристики високэдисперсних металевих частшюк та композшЦй з ниш (мапнтн!, тепло- та електроф!зичн! властивост!, механ!чн! та оптичн! характеристики, короз!йна ст!Йк!сть) з 1х структурними показникаш, дисперснкм складом, xiMíeso новерхн!, параметрами тех-полог1чних режим!в одеркання. Так, для високодисперсних феромаг-н1тних металевих частинок актуальними е питания вивчання природа висококоерцитивпого стану, домёшад! та субдомекно! структур.

При досл1дженн1 властивостей коло!дних металевих частинок в д1електричнхй, наприклад, пол!мер!пй матриц!, виникають задачи на-ходжения законом!рностей формування струмопров!даих об'емшк структур як по класичним моделям, що засновал! на використашп поняття того чи 1нюго пакування моно- або пол!дасперсних частшюк правильно! форш, так í за допомогою сучасних теор!й прот!кання та фракталов. Актуальность теми дисертаиД! оОумовлена в цьому зв'зку переходом сучасно! колоíдноí xímIí до вивчення невпорядкованих або не добре впорядкованих систем.

Майже вс! матер!али, за винятком монокристал!в, виявляються в тому чи хншому розум!нн1 невпорядкованими, алэ вíдомоетi про !х структуру досигь обмекен!. Лише недавно було розроблено метода вивчення вйпадкових та хаотичних структур, модел!, що пов'язують 1х характеристики з умовами формування. Фрактальна геометр!я та ф!зич-на xiMíH фрактальних об'ект!в водносяться до найеф8ктивн1иих сучасних п!дход!в у досл!дженн! невпорядковзних чи хаотичних систем, оск!льки вони к!льк!сно враховують випадков!сть та дозволяють вивчати так! типов! хаотичн! системи, як пол!мори, порист! та ком-позиц1йн! матероали, спресован! чи спечен! порошки.

Мета дисертацН полягае в розробц! пових теоретичних полокень щодсГзаконом хрно с те й формування основних ф!зико-хом!чянх характеристик коллоодних метглов, як! утворюють структури з фрактального геометр1ею як при 1х одержали! методами термах!м1чно1 та електро -XÍMÍ4HOÍ кристалхзацП, так i в процесах агрегацП та зсоц!ецН в порошках та матрицах рйно! природа.

Задача дисертацМно! роботи - комплексне експериментальне об-грунтувг.ння розроблених теоретичних положень та встановлення зв'язку

комплексу властивостей коло!дних металевих частинок з !х просто-ровою та кристальною структурою, х!м1чною природою поверхн!, деякими технолог1чними параметрами процесу 1х кристал!зацМ.

Положения, що виносяться на захист.

1.3агальний системний п1дх!д та масштабна класифшацхя "властивостей" металевих коло!дних частинок та композиц!йних систем на !х основ1.

2.Результата експериментальных досл1джень гранулометричних характеристик коло!дних металевих частинок, одержаних термо- та електрох1м!чними засобамы, та кореляц!йних зв'язк!в таких характеристик з параметрами розпод!лу агрегат!в металевих частинок у пол!мерних матрицях.

3.Результата експеримзнтальних досл1джекь магн!тних властивостей скомпактованих феромагн!тних порошк!в.

4.Розро0ка положения про фрактальну структуру агрегатхв металевих частинок в пол!мерних матрицях та II параметри.

б.Данх експериментальних досладжень магн!тних властивостей текстурованих феромагн1тних частинок у матриц! гелю.

6.Уявлення про фрактальну структуру високодисперсних дендритних металевих частинок. 1ерарх1я моделей фрактально! структури високодисперсних дендрит!ь (л1н1йна, площинна, об'емна) та зас!б розрахун-ку параметр1в фрактально! структури високодисперсних дендрит1в.

7.Результата досл!джень магн!тно! структури мапптотвердих ко-лоТдних частинок феромагнетик1в у моделях фрактальних ланцюжк!в.

8.Результата експериментальних досл!джень ефекту Баркгаузена у коло!днш: металевих феромапптних частниках.

9.3астс5сування принципу масштабно! класифтеацП властивостей до ■ одержання, прогнозування та аналхзу характеристик матер1ал1в р!з-ного функционального призначення на основ! коло!дних метал!в та' !х композита.

Наукова новизна.

1.Масштабна класиф!кац1я властивостей коло1дних метал!в та композицгаих матер!ал!в на 1х основ!.

Розроблено единий системний п!дх!д до складного та багатогранно-го гюняття "властив1сть" коло1дних систем на основ1 високодисперсних мвтал!в, заснований на геометрично.чу масштаб! тих об'ект!в, на ь-их ия "властив1сть" вивчаеться експериментально. Розподтл

властивостей таких систем на ьшкроскогичн! (I роду), MiKp0CK04t4Hl (II роду) та субм1кроскоп1чн1 (III роду), внутрхшн! (а) тз зовн!ш-н 1 (б), а таков геометричн! (1), структурн! (2), хййчнх (3), ф1-зичн! (4) дозволяв ввести детал1зац1ю двадцати чоткрьох вэрхант1в поняття "властив!сть" таких структурно складшх систем та конкрэ-тизувати пошук к!льк1сних законом!рностей, що пов'язують ц! влас-

tlibocti.

2.Фрактальна структура кластер!в впсокодисперсшк металевих частинок з пол1мериих матрицах.

Впоршэ доведено фрактальшЛ характер структур« агрегатов висо-кодасперсних металових частшок зал!за, м!д1, н!келю з полхмэрних матрнцях та экспериментально знайдено зеличини !х фрзкталыш: роз-м!рчостей, що заленать вхд природа частшок та механизму Ix агре-гування. Проаналхзоваяо теорэтичн! модел! утворювання фрактэльних структур i показано, що експеримзнталы-ii значения фрзктальшх роз-мхрностей arperaris металевих частинок в полХмерних матрлцях меньш!, Uta теорз'шчн! у в£до(отх кластергкластерпк модэлях i Е1дпозх'дають розкиренШ реакц1йно-обмея;он1й модел!, що врахооуе можлив1сть cii— ловох (наприялэд, мапйтио! диполь-дгагсльно!) взаемод!! ми; час-тшгкагш перед зхткнзшям та приеднагагям до агрегату-кластеру.

3.Фрактальнг модзл! структур;! дендритннх мзтадевих чаейшок.

Високодисперсн! мэталеBi чаотинки допдритнох просторово! структура, що одержан! електролхзом у двоавревхй ваш?!, вперае розгляну-то тс об'екти з фрсктальними властивостяш самопод1бност1 та масштабно! iiiBapisiiTEocTi, що характеризуются величиною дробно! фрактально! рогм!рност1. Запропонована iepapxiH моделей фрактально! структура анизод!амэтркчних дзндриг1в регулярно! (детермйю-вано!) та внладково! (хаотично!) будови.

Розроблено кошьюторн! модел! фрактально! структура дисперсних частинок та алгоритм розрохукку П п-аракетрхв.

4.Мапптна структура металевих (¡еромагШтних деНдриТ'1в в моделях фрактального лаицюга та багатодомешю! ст!йко! структура.

Проанал1зована шжшюхеть хенування у дзндритнШ коло1дн1й час-тинцх однодоменно! магн1тно! структури в модел! фрактального лаицюга ультрадисперсних тетраедр!в та знайдено анал!тичний вираз для критично! довлсини остову дендритно! частники.

Врахуванкя вкладу Оокових bitok у величину критичного розм!ру

сднодсменност! високодисперсних частинок зал!за приводить до знач-лого зростання критичного розмхру в залежност! в!д фактору форми, kijjbkocti bîtok та кута mîk ними.

Показано 1снувзння у коло!дн!й феромагнтпй. дендритнхй частш-ц! з ланцюговою просторовок) структурою cïadijibHo! багатодоменнох мапптно! структури.

Практичне значения роботи. Ochobhî теорэтичн! положения робо-ти та представлен! експериментальн! результата поглиблюють i роз-ширюють уявлення гфо Фактори, як! визначають власгивост! колохдних металхв та композицййних матерхал!в на !х ochobî. Запропонована в робот! масштабна класиф!кац1я властивостей колохдао-металевих систем дозволяв досл!джува?и кхльклсн! i як!сн1 характеристики зв'зку Mis р!зшь\ш типами ïx фхзико-ххмйних характеристик, що може бути вшсористано для ц1леснрямованного пошуку i добору композ1ц1йшх ма-тер1ал!в з кеобх!дним комплексом властивостей та прогнозування ïx.

Розроблено нов! засоби подготовки препаратов та апаратура для проведения вимхрзвань магнхтних характеристик феромэпптнкх порои-KÎB Î К0МП03ИЩЙ 3 НИМИ, ЯК! ДОЗВОЛЯЮТЬ П'ГДВШЦЙГИ !нформативн!сть, точн!сть, вздтБорюван1сть BVMipiB i застосовуються в практодц ек~ спэрийентальних досл!джень.

Дзяк! з розробленкх компо:?1ц1йних матер!ал1в на основ! коло!д-них цетадтв захищенх авторсышми свздоцтвагли i впроваджен! з практику.

А1|2обац1я_1)оботз. Оскошх результата роботи представлен! на

- Всесоюзному семнар! "Днсперсн! крисгалхчн! порошки у'мате-рталознавств!", Ки1в,1980 р. ;Дро1,обич„1989 р.;

- II'Бсэсоюзн1й нарадх "Спектроскотйя коордшацхйних сполук", Краснодар, 1982 р.;

• - VII Всесоюзной конференцП "Механ1эм релаксацШних. явищ у тверда Плах", Воронхк, 1930 p. ;

- II ВсесоюзнШ конференцИ "Ф1зико-х1мхя улътрздщсперсних систем", Рига,1989 р.;

- II Всесоюзшх зборах "Приладобудування в облает! колохдао! xlMi! та ф!зико-х1м!чно! механйш", 1вано-Франк!вськ, 1990 р.;

- Всесоюзному сем!нвр! "Ф£зико-х1м1я поверхневих явщ та дисперсних систем", Санкт-Петербург, 1991 р.;

- XVII М1шародн!й конференцН "Порошкова металургтя",

КиГв, 1991 р;

- International Conference of Magnetism, ICM-94, Edinburg, England, 1991;

- International Conference of Ferrltes, ICF-92, Tokyo,Japan, 1992.

OchoehI положения дисертацП обговорен! 1 здобули позитизну оц!нку на наукових конференц!ях, сем!н?рах та заеданиях Вчено! Рада в IKXXB 1м.А.В.Думансъкого АН Укрз!нн.

За темою дисертац!! опу0л1ковано 32 роботи, в тому числ! 8 ав-торських св1доцтв на впнахода.

Структура и обсяг роботи. Дисертац1я складаеться з вступу (глава I), п'яти основних глав (глави II - VI), заключения та списку л!тератури (293 найменування). Робота викладена на 305 аркуиах, м!стить 92 малюнка та 22 таблиц!.

ОСНОВНШ 3MICT РОБОТИ

Глава 1.Вступ.

Постановка проблош вивчетая закономерностей формувення комплексу ф!зико-х!м1чних характеристик високодиспврсних кетал!в, ма-тер!ал1в та внробхв на !х основ! грунтуеться, з одного бону, на необх!дност1 рйшшя ряду наукових задач, пов'язаних з дослхдаен-ияш структури частшюк, стану it поворхнх, гранулометр!! та постуком прпицшюво нових п!дход!в при вивчанн! властивостей погано впоряякованих систем. Разом з тим, р!шення наукових задач повинно сприяти реал!зацП практичккх програм, спрямованпх на розробку-ряду матор!ал!в р1зноман!тного функц!оналького призначення.

Глава 2.Проблема впвчання комплексу ф!зико-х!м!чшк характеристик коло!дш1х мэтал!в та композиц1йних матэр!ал!в на !х основ!.

Необх!дн!сть розробки обгрунтовано! класиф!кац!1 поняття "властив!сть" металевих порошк!в коло!дного ступеня дасперсност! або кошозйцШиих систем на !х основ! пов'язана з задача?.® зяаход-ясення к!лыс!сних залезкностей задано! "властивост!" порошку або компози1д1йного матер!алу (механ!чних м1щюстних характеристик, електро- або тешгопров!дност!, д19Л9ктрично1 або магн1тно1 проник-ливост!, !ншо! характеристики загальнох пров!дност!) в!д в!дпо-в!дних "¿ластивостей" окремих компонент!в системи.

Принципово вазшгеим е прогнозування та доказ появи як!сно но-вгсх, неадитивних властивостей матер!алу, не в!дпов1дних, або в!д-пов!дних в значно мвныд!й Mipi .окремим виххдним элементам.

В!др!зняють два типи характеристик складах систем - внутршн! та soBHiiBHi властивост!. Внутр!шн! властивост!, на втдаину в!д зовн!шн!х, нэ мають к1льк!сно! м!ри 1 неадитивн1 в силу свого визначення, наприклад, форма т!ла.

Деяк! властивост! складно! система, наприклад, питома поверхня порошку, вкявляються гМридними, що залежать як в!д як!сних, внут-рЗшнхх показшкхв скремих частинок (1х форми), так 1 Biff к1льк!с-ких, зовнШшх гранулометричних характеристик.

Масштабна класиф!кац!я узагальнених, ан!зотропних в загальному випадку "властивостей" коло1дно-х!м!чнкх систем, наприклад, висо-кодасперсшк металевих порошк!в або композиц!ошх матер!ал!в на !х основ!, моке бути розроблена, виходячи з масштабу тих об'ект!в, на «них ц! характеристики вивчають ексдардаентально. Гака класиф!-коц!я м!стить в соО! властивост! I роду (макроскоп!чн!), II роду (м!кроскоп1чв!) та III роду (субч!кроскоп1чн1) 1 в своему основному принцип! використовуе !дею сучасного масштабного п!дходу, на як!й базуеться, наприклад, теор!я фрактал!в та скейл!нгу.

, Властивост! I роду (макрохарактеристики) вивчають на зразках, розм!рй яких ^ велик! порхвняно з розм!рами частинок, що склада-ють порошок або композиц!» г: » г. До них в!дьосяться електро-та тешюлров!дн!сть матер!алу, магн!тн! або мохан!чн! властивост!.

. Властивост! II роду (м!крохарактеристики) вхдносяться до'еле-М8нт1в м!кроструктури розм!рами 12, як! пор!внян! з розм!рами окре-мих даспе^сних частинок порошку або композицН: Z2 ™ г - вхдносно невеликих агрегат!в або асоц!ат!в частинок, елемент!в кристал!ч-Hot або надмолэкулярно! структури матриц! композиту.

Властивост! III роду (субм!крохарактеристики) вивчають на ■ об'ектах» розм!ри шок Zg мал! пор!вняльно з разм!рами складових елемент!в м!кроструктури: 13 «г. До таких об'ектхв в!дносяться монокристалхчн! блоки моза!ки в металевих частниках, окрем! домени у феромагнетиках, м!кропори, в!тки вищих порядк!в для дендритних Частинок, окрем! д!лянки поверхн! частинок, елементи м!кроструктури капсуямчих оболонок.

Лог1чна посл!довн!сть викладення матерхалу дисертац!йно! роботи

заспована на запропонованМ масшта<5н!Л класифдсац!! внутр!шн!х та зовн!шн1х властивостей металевих порошк!в колохдного ступеня дос-ност1,та кошозиц!йних матер!ал!в на 1х основ!.

Коло1да1 частинки зал!за та феромагн1тних сплавтв зал!зо-ко-бальт-н!кель, зал!зо-кобальт одержан! за методом електрокристал!-зацН у двошаров!й електрол!тичн!й ванн!, а частишси м!д!, н!келю, свшщю - за Методом терморозпаду ам!нних комплексов солей цих ме-тал!в в середовщ! надлишку л!ганду.

Модиф!кац!я термох1м1чного засобу одержання виаокодисперсних металевих ч'астгегок шляхом термол!зу ам!нних комплекс 1в солей мгд1, нИселю, свшщю, що захищена авторськими св!доцтвами, заснована на гоперэдньому перевод! вих!дних сполук (перш за все солей орган!ч-них або неорган!чних кислот, наприклад, карбоксилат!в) у координации!. Цэ дозволяв зннзити енерг!» внутр1шньомолекуляршк зв'яз-к!в, досягнути п!двшцевдя розчинност! у сум!сних розчишшнах та проведения термол!зу в оптимзльних умовах.

Осяовпими факторами при цьому е наявн!сть зв'язанкх у внутр!и-н!Й ксординац!йи!й сфер! з !оном металу л!ганд!в - потенцШшх в!дновлювачхв, в!дноспа нескладнтсть синтезу та досягнення м!н!маль-но моуиивих температур та час!в терморозпаду. Оптимальними лендами, що в!дпов!дають вказаним вимогам, е ам1ни та ам1носпирти, зокрема, моноетанолам!н (МЕА), що мають потенц!йну момив!сть внутр!сньосфорпого редокс-розпаду з в!дновленням центрального !ону та одночасним окислениям л!ганду при зовн!шн!х енергетичних д!ях, наприклад, терморозпад!.

Маршрут реакц!х терм!чного розпаду координац1йних сполук мета-л!в, природа продукт!в, що утворюються, та 1х сп!вв!дношешш визна-чаються, окрем зовн1ш!х умов, властизостями як метал!в,'так ! звя'заних з ними л!ганд!в у вих!дн!й коорданацИШй сполуц!.

Запропоноваио новий механ!эм термолизу, що включае до себе терморозпад координацию! сполуки з структурною даребудовою комплек-сних 1он1в на попереда!х етапах, паралельним одноелектроннш в£даов-ленням 1ону та в1дщеплет1ям кат!он-радикалу. Дал! реатЦя 1де шляхом розпаду кат!он-радикалу та взаемодП його з зовнйпньосфэрним ан!оном, формування комплексу з переносом заряду та утворгованням металево! фази I низькомолекулярних орган!чних 38лшк1в.

Обгрунтувзння напрямку реакц!! терморозпаду виходить з тогб,

що в залежхостх вхд величина функцН Пббса процесу утворення оксиду Мх0,.(ДС£°) та окисления органхчного залиику гаснем (ДС^) в сис-' тем1 буде утворюватись або вхльний метал при вгд'ешому значенш функцН Пббса реакцН вхдновлення оксиду металу на наступшх ета-пах АС-Г°= АСс°- АС1°< 0 1 ¿0 ° > АС, £ , або оксид металу при

АСг°>0 и АСг<АСс°.

КоординацШ:! сполуки метал!в, фушщ!я Пббса утворювання окси-

д!в яких на один моль кисшо 6.1лыи 200 кдк/моль, монсуть бути в1днов-

лен! до г.зталу (ы!дь, н!кель, свинець,' кобальт, кадаШ). Координация! сполуки метал!в, функцхя Иббса утворення оксидхв яких меньш 250 кДх/моль киевю, хгри терморозпад!1 утворюють оксида в!дшв!дша нетал1в (хром, титан,олово, зал!зо, цинк, цирконхй, вхсмут) I не можуть бути в1дновленх до метшИв.

Одержзняя високодасяерсного зал!за та його сплав1в з кобальтом та н!келем засобом електрокристал!зац!! в двошаров!й ванн! проведено в оптчмальнкх технолог !Ч1гих режимах. Вперше проанал!зовано г!дродш{бмхчний реким руху електролхту в двошаров!й ваши та знай-дено крпткчн! значения щшпчного числг? Рейнольдса ( я =

де: ш - кутова швидкхсть обертання, V - кхнемашчна в'язк!сть), що визначають перах!д е!д лам!нарних до турбулектних потокхв елек-трол!ту, при якому суггево змшоеться характер процесу електрокрис-талхзацхх х, ввдтовхдно, властивостг високодисперсних метал!в. Величия! критичпих значень циклхчнях чисел Рейнольдса змЮТються у досить впроких меках'- в!д декхлькох дзсятк!в до 3 Ю5 в залек-ност! в1д спхвЕ'хдношення глибиш занурювання й та рзд!усу диску г.

Глава.З.Властшзост! I роду ! структура макроскоШчних ансамбл!в частинок високодисперсних мэталхв.

■ Як приклад ыакроскоп!чних властивостей I роду шталавих порош-к!в, в дксертацП розглянуто магн!тн! характеристики високодисперсних Порошк!в зал!за, що вим!рювали на в!брац!йному магн!-тометр! в трьох вархантвх п!дготовки зрэзк1в: прэсованх порошки з контрольованою густиною пакування, ор!ентован! та статистичШ пл!вков1 котозщН фбромагнхтних частинок в пол!мерних матрицях та запресовки розбавлвних статистичних сум!шей магн!тних та д!а-магн!тних порошк!в. 3 метою п1двшдення точност! та в!дтворюванос-т! шм!рювань магн!тшос характеристик частинок феромагнетик!в,

спрощення та !нтенсиф!кац!! процесу п!дготовки препаратов,.запро-поноввно новнй засМ проведения вим!рювань, що викоркстозуе як матриц! з ор!ентоватшш структурами фзромагн!'гаих частинок гелв-утворювчу р!дашу з низькою первшшога в'язк!стю. При цьому час фзрмування та фхксацИ в зовн!шньому магнхтному полх ферсмагн1т-поI структур« визначоеться часом гелвутворювання, шо регулюються.

Мэханхзм фсрмуванкя ор!ентовэно! структури магнЗтних частшок у матриц! гел» Сазуеться на коло1дно-х1мхчшх процесах утворзння просторово! с! тки гелю, що закр!плве у вузлах регулярно! структури ор!евтозатгх частники феро.магнеткгйв,

ДослХдження маги!тних характеристик високодасперских феромаг-н1тних частинок проведено такой на статистичшх сумйзх з !нертш5~ ш дммахштниж порошкам при в!дноско невеликих концентрациях мпгнЗ.'тно! Фази.

Коорцпишна сила првсоваиих фэраиатн1тн::к порой; !з Н„ зялвжить з!д щ!лыгоет! пакування р, сп!вв!даокення фзктор!в розмзгн!чуваншт та коерцитивно! сили 1зольованих частинок Нсо, що в^значаються суморнел внэском кристалогрзф1чно1 йн!зотрапИ, анхзотропН форма: та константами магн!топружчост1.

Константа офэктивкого поля ан!зотроп1! Нс~ Ь'еф / Мд моке бути визначена з ексшэримептальних досл!да:ень закону наближення намаг-н!ченност! М до иаскчекня Мд. При зростанн! р до 0,2 величина Кеф п!дз;щуеться монотонно, а дал! рост эфективнох анхзотроп!! спо -в!льнгаеться, цо пов'язэно з! зм^ното структури частинок при значних тисках пресувакия. Цэй ефэкт по р!зному проязляеться для порошк!в високодиспврсного електрол'хтпчного зал {за з в!дм!ннш характером модпф!кац!1 поверхн! частинок (мал.1).

Зм!на х!м!'пю! природа модификатора поверхи! частинок зал!за приводить до р!зниц! в структур! частинок (параметри кривих розпо-д!лу за довжинами центральное осей, ступеня розгаяукення дендри-т!в) та наявност! моталовох фази. Ефект спов!льнювання росту Кеф при зростанн! щ!льност! пакувашя в найб!льш!й м!р! проявляетьсл для порошк!в 14, поверхня частшок яких модиф!кована олехновою кислотою, а форма частинок характеризуемся наибольшим ступеней розгалужеккя, що сприяе явгацу деформацИ структури частшок при великих тисках пресування.

Експериментальн! залежност! коерцитивно! сила трьох тип1в по-

poniKlB високодисперсного влектролггкчного залхза (Pel, ?е2, РеЗ) з р!зною природою модифЬсатора поверхн! (мал.1а) мають дв! характер-Hi д1лъшщ1, що вхдбнвають дукз слабку зало:кн!сть Кс(р) при р<о,1Б та р!зке падйшя Нс щи у = 0,30 ±0,05. При значениях р<0,05 коер-цитивна сила пороик1в високодисперсного електролничкога зал!за sobcIm не залетать вхд щхльност! пакування. Ця обставила пов'зака з тим, що дендритна частника являе собою складау ланцюгово-фрак-тальну структуру, внутрхшня мзгнггаа взаемодхя Mir, складовими час-типами яках i формуе к!нець к1нцем И магн!тну структуру з високи-ми значения?,ш коерцитивно! сили хзольовано! частники.

Слабка залешпсть Нс(р) при р= 0,1±0,02 поясннеться, у вхдпо-в!дност! з класичшо/и уявлэннямй, початком вкладу взаемодИ частп-нок в агрегатах, що формуютьоя si зростанням р, а лавшюподЮне падйшя Нс яри досягненн! досить великих щ!льностей пакування може бути пояснено р!зкою змхною структури дендритних частинок.

Подэльы! досл!даешм влестиьостей I роду -макросксяПчпнх ансаиб-л!в високодисперсяих метэлевюс частшск проведено на композиЩйних металопол!мерних системах з еиподковим, слабо корельовашм розташу-ванкям мзталевих кластер1в в полшерных матрицях та ор!ентованих металог;ол!мерних структурах.

Дослдаення закоь'ом!рностей фурмувапня структур агрегованих частинок фбромагнетикхв проведено на тонких (50 -±5> мкм) прозорих в оптичному диапазон! пл!вках кошозщхй. Полхмершш матрицами буди пол!епоксидн! плхвки ЕЛ-20 та пол!п1роыелит1м1дн.! пд!вкк на основ! д!ам1нод1фен1лового спирту пхромелхтового ангвдриду,' а мэ-. талевою фэромагн!тною фазою - високодисперсне електролхтичне залг-зо с рхзним засобом кодхфткованою поверхнею (Pel, Fe2, РеЗ), а такой високодисперсний н!кель, що одэркано як при терморозпад! фор-мхату н!келй в середовищ! ол1гомеру, що хьйдизуеться, так ! при терморозпад! амйших коыплекс!в (N12). В ряд! випадк!в як об'екти пор!вняшш вибрайо композит!, що мхстять частники ферит!в бар1ю, стронц!ю, залхза (магнетит), гама-оксиду зал1за та високодисперс-hoi м!д!, одэркано! при термол!з! ам!них номплекс1в солей м!д!.

М!кроскоп!чний статистичний анал1з структури прозорих пол!!м!д-них та пол!ешксидних шйвок кошозкидй показуе, шо металев! час-тш<и розпод!лшю в них у вигляд! агрегат!в р!зноман!тним засобом упакованих частинок з в!дхиленням вхд розпод!лу Пуассона,

Нс,— а

с il

Залекн1сть коерцитлвко! сйли (а) та ефяктазно! константи ан!зотроп1л (б)порошк!в високодасперсного зял!за з р1зним иод!ф1катором поверхн! (1-3) в!д щ!льност! пакувакия р.

Мал.!.

е»о вказуе на кореляц!ю у розташуванн1 високодисперсних феромагн!т-них частинок. В1дстань м!зк агрегатами при обраних дуже малих кон-цонтрац!ях дисперсно! феромапптно! фази в композитах (не б!льш, н1ж 5 % об.) значно перевшцуе середа! розм!ри агрегат1в. Посл!дов- . ний анал!з еволюцП гхстограм розпод!лу агрегат1в частинок за роз-м!рами при зростанн! концентрац!I дисперсного металу характеризуе формування структур каповнювача в композиц!!.

Для к1льк!сного досл!даення кореляц!Й у взаемному розташуванн! частинок вводять кореляц1йну функцто, анал!тичне завдання яко! ви-значаеться законом взаемод!! частинок, але в загальному випадку Штеграл вгд кореляцШно! функцИ пов'язаний з середн!м квадратом флуктуацИ повного числа частинок в об'ем! !зотропно! системи.

На мал.2 представлено експериментальн! залежност! кореляцхйних !нтеграл!в в!д розм!ру елементарно! д!лянки зразка металопол!мер-но! пл!вки 1(1). В ус!х досл!джених випадках, за виключенням ком-позиц1й з високодисперсною м!ддю, значения 1(2) додатн! ! зроста-ють при п!двищенн! розм!ру д!лянки, що вказуе на зростання ймов!р-ност! знаходження ново! частники (агрегату) б!ля !ныо!. Розпод!л агрегат!в частинок високодисперсно! мтд! в матриц! епоксидно! смоли некорельовано: 1(2) < 0..

Анал1з основних магн!тнта характеристик ор!ентованих частинок у пол!мерн!й матриц! дозволяе к!льк!сно характеризувати ступ!нь досконалост! ор!ентованих структур 1 може бути вккористаний при розробц! магн1тних матер!ал1в з ор!ентованими феромагн!тними частниками (табл.1).

Таблидя I

ПАРАЫЕРРИ ОРКНГОВАШХ СТРУКТУР ВИСОКОДИСПЕРСНИХ ФЕР0МАГН1ТНИХ

__ЧАСТИНОК В МАТРИЦ1 ГЕЛЮ КМЦ.__

Ор!ентован| I Шрюга екстремуму на нутових - I Параметри випадкового ^астинки 1 эалежностях (рад!ани) I поля ан!зотроп!|

!""к~т~стт н~7н ~г !нс.,КА/М Т" ^

Електрол1тичне | 1,60 1 1.57 1-1,29 1 1,21 1 960 1 0,40

зал!зо ?е1 • 1 1 1 ( 1

Елвктрол!тичне ' 0,92 1 1,02 1 1,26 1 1,20 1 800 1 0,51

зал!зо ?вэ 1 1 1 1 1 , 0.37

Гама-оксид , 1,26 . 1,37 , 1,43 . 1,30 , 480

зал1зв ПМ-1 1 1 1 1 1 •

1(1)

I

I

За 36

26 За Зг Га

16

1-3 в

30 40 50 60 70 В, мкн

Залеин1сть ксреляц1йних 1нтегрзл1в в1д ефектквного рози!ру д1ляшот зразку иеталсполИдзрно! шЛвхи. а,б,в,г -БИСокодасперсШ частники Ре1,Ре2,Си,Ц1 у «атр:зд1 ЕД-20 при концентрациях неталу;1-0,02 % об, 2-0,03 % об, 3-0,1 % об.

Мал.2.

1

Процеси росту та агрегування частинок за р!зними мехашзмами, що приводять до формування складаих невпорядкованих структур, розгля-нуто з позиц1й фрактальных уявлень.

Вивчення агрегування в коло!дних системах, в тому числ! 1 в композиц1ях з високодисперсними мэталевиш частниками, на основ! фрактальних уявлень треба проводити на основ! в!домих моделей:

1. Дифуз!йно-обмежено! модел! з'едаання монодиспэрсних частинок шаля випадкових блукань в результат! сроуновсько! дифуз!!.

2. 1ерарххчно! (бал1стачно!) модел!, що враховуе можлив1сть з!тк-нешя частинок.

3. РеакцШю-обмежено! (х1м1чно!) модел!, що засноввна на мокли-вост! частинок взаемод!яти через силов! поля перед з!ткненням та приеднзнням.

Експориментально фрактальн! розм!рност! агрегат!в коло!дних

металэвик частинок в пол!мерних матрицах (Да) знайдено на ociiobí яныпзу динбм*ки зихни розпод!лу числа агрегат!в N(R) за розм!раш при зроставн! концентрацг! металу в матриц! (V = 0,05; 0,07; 0,10; С,15% об.), оск!льки 1I(R)~R~'C, де а=1 U, a А =2/Да - 1/2 (мал.З).

Одержан! значения Да меньш н!ж теоретичн! для в!домих кластер-кластерних моделей i можуть обговорюватись в рамках розширэно! реакцШю-обмежйно! модел!, що враховуе моклие!сть ' магн!тно! сило-boí взаемодИ перед зхткненням та приеднанням частинок до агрегату. Посл!добн1сть зменьшування Да антибатна закономхрност! зростання маг-п!тних момент!в частинок Fe < -у - Pe^Og < Mi < Gu, (табл.2).

Таблиця 2.

ВЕЛИЧКНИ ФРАКТАЛЬНО! P03WIPH0CTI АГРЕГАТIB ЫЕТАЛЕВИХ ЧАСТИНОК В П0Л1МЕРЕШ МАТРИЦ1 ЕД-20

Реоретичн! значения

1шт модел!

ДифузШю обмечена 1ерарх!чна б9л!отична РеакЩйно-обмежена (х1м!чна)

Ексиериментальн! значения

Фрактальна розм1рнхсть (двом!рнии npocTíp)

1,44 1,51 1,55

Природа частинок агрегату

Фрактальна розм!рн!сть

3&л!зо

Гама-оксид зал!за

Нхкель

М!дь

1,25 1,30 1,45 1,60

Глава 4. Мхкрохарактеристики II роду високодисперсних металевих - частинок.

Як приклад власпшостей II роду проанал!зован1 форма,та розпо-д!л за розм!раш металевих частинок, що одержан! за термо - та електрох!м1чним методами. Дисяерсхпсть, форма та структура коло!д-

in H(г) а

CepiK крлвих рогпсуцлу ^грэгат!^ вчссг.одосперонсго зслХзп Fei (з) та н1д! (.0) s епсжсидша матриц! ВД-2Спря ?poovan'Uîi кспщонгрзц1ях дисперсного цеталу (подаИйяЯ лсгаркфч1чяп£ масштаб).

Ма-.З.

них частинок м!д1,н1келю, свинцю, одержаних термол!зом амшних К0МПЛ8Кс1в !х солей, визначаються типом та концентрацхев вих1дного комплексу 1 режимом термол1зу (головним чтом температурным интервалом реакцН терморозпаду та Н тривал!стю). Дослш-вння величин питомо! поверхн!, розпод!лу за розм!рами та пористост! порошктв високодисперсно! м1д1 методом ртутно! порометрИ (установка "Богр-!.ота1;1с", Кео1аЬ, 1тал1я) разом з даними растрово! электронно! м!-кроскоп!! показали наявн!сть ультрадисперсноГ фракцН (г<100 нм)-та глобул-агрегатхв з фрактально» структурою , (г „1-2 мкм). Гло- • були в порошках м!д!, одержаних за твердофазним термол!зом амгазих комплекс!в с!рчанокисло! та азотнокисло! м!д!, мають злачно склад-н!шу структуру, н!ж для М1дних порошк!в, що одержан! за рхдкофазним термол!зом ам!них комплекс!в форм!ату м!д!.

Терморозпад комплекс!в формгату н!келю приводить до утворення ультрадисперсних частинок металу (г50 ~35 -85 нм) та протшае як ландюг поел1довних топох!м!чних реакгцй. При цьому стад!я термол!-зу, що супроводжуеться кристал!зац!е.ю металевого н!келю, за даними методу динамхчно! термогравхметрН, мае при температур! (485 1 5)К • константу швидкост! реакт! К = (34,8 - 4,2) с-1 та в!дпов!дний час нап!врозпаду х0 § ®60 с, цо майже на порядок меньше, н!ж час проведения терморозпаду. Завдяки малому часу проходження реакцН терморозпаду в!дбуваеться однсчасне швидкэ утворення велико! к1лькост! др!бних первинних частинок, поверхня яких блокована шаром вторинних продукт!в реакцН терморозпаду, що являють собою, за даними 1Ч-спектроскоп11, сум!ш визькомолекулярних ам!д!в.

Прогр!вання система при Т > ?а ~ 485 К за час, б1льший н!ж пе~ р!од нап!Ьрозпаду I >т0 ^ ~ (60-100)с, приводить до агрегування частинок, що мае випадковий характер, без утворювання нових метале-вих первинних частинок. На протяз! часу прогр!ву в!д<5уваеться розпад агрегат!в, що пов'язано з повхльним розчиненням частшш .орган!чних продукт!в розпаду в надлишку л1гавду,та утворення ультрадисперсних частинок н!келю.

Характерна форма високодисперсних частинок залхза, кобальту, н1-келю та !х сплав!в, що одержан! шляхом електроххмхчно! кристал!за-ц11 у двощаровШ ванн!, - витягнутий ан1зод!аметрячний дендрит, що дозволяв р{днвстй так! частники до стандартного типу форм, промхк-ному м!» власно дендриткою (9-й тип) та стержневою (5-й тип).

Утворення частинок дендритно! форми при електрокристал!зац1Т1 обумовлено втратою стШкостх фронту росту окремого кристалу при зростанн! його розм!р!в та переход! до ом!чного або дифуз!йяого контролю росту. Гхстограми розпод!лу числа дендритнях частинок за довжинами центральных осей нульового порядку (octobIb) одержано шляхом статистично! обробки електроном!кроскоп!чних shimkIs i ма-ють яскраво вяявлену правосторонню асиметрИо. Незм!щен! оцйпси па-раметр!в генерально! сукупност! розм1р1в центральних осей коло!дних дендритних частинок мокуть бути здобутх при достов!рн!й апроксимацИ ' гхстограм розподхлу за розм!рами в!дпов1дними теоретичними розпод!-лами Роз1на-Раммлера та логарифм!чно-нормальним.

Статистичний аналгз експериментальних г!стограм розпод!лу проведено шляхом побудови прямих в логарифм1чно-ймов!рносних координатах lnr - P(t), де г - зм!нний розм!р, P(t) - накопичена ймов!р-н!сть, t -аргумент функц!! Лапласу для логарйфм!чно-нормального розпод!лу, та в подвхйному логарифмхчному масштаб! для розпод!лу Розина-Раммлера.

Апроксимац!я експериментальних г!стограм розпод!лу числа частинок високодисперсного електрол!тичного зал!за за довжинаш! 1х центральное осей розпод!лом Гозкна-Рамлерз значно точи!ш9, His логарифм!чно-нормальним, остсЬгьки коэф!ц1енти кореляц!! для в!д-пов1дних прямих значно виде. Бри цьому б!ль<д явно проявляеться за-KOHOMipnicTb повального аабяюкетшя досл1джеяих тгоровкових систем до монсдисперсних щгл зиеныгенн! гдаыюст! катодного струму та ку-tcbdI тгвидкост! обертахжя ¡пускового катоду двоизрово! електрол!тич-ио! вчнни, що коке бутя яез'язано з поступовим переходом до лам!-язрнсго г1дродш™.11чного ретюту руху р1дини-електрол1ту.

Небххдатсть к1льк!сшго ошеу дендритно! структури коло!дних -часткнок потребуе обгрунгування геометричних моделей з !ерарх!ею складност! (мал.4). Проста площинна модель дозволяе ввести поняття пфективного фактору формк ш1зодхэметричяого дендриту (мал.4в):

-1 ~ 2?2l'Bln е121 (1К

эфф

г.

11

де в01 - ширина oci нульового порядку; igj.r^ - довжини осей; S12l _ Mi3it осяш-

i oí.

1ерарх1я медалей фрактально! структура високодьсперснах

дендритних частинок. а, б - лíhIühí модел* з регулярною та випадковою структурою; в - площинка модель;- г,д - ланцюгов! площшша та об'емна,' модел!. Мал.4.

Наиб1льш .складна просторов^ модель структуры дендриту," що. вра- ' ' ховуе ланцюгову Оудову кожно! Ытки. за даними електронно!■мйсроско- ■ nil високого розд!лення, являе собою посл!довне розташування ультра-. .дисперсних тетраедр!в все меньших- розм!р1в, спрямованих. для'вйпадку високодисперсного зал!за вздовв кристалографхчного напрямку [111] ~ (мал.4д). В узгодаенн! з модзллю кут м1ж осями росту дорхвнюе, .-0i(I-1 )=аГЙС03 ,/3> що сшвпадае з! сэредаьостагиститаою.величиною • e1 q =(70 - 4)°, яку одержано 1з даних. обробки 9.пектронно-м1кро- , .

.. сксп1чних 3h1mkib. ' .''•-'

Дендритн! частинки високодисперсних метал!в е характерном прш:- ■. ладом фрактальних об'ект!в, для яких за визначенням';, фрактальна. розм!рн!сть строто б!льпа, His тополог1чна.

Розробка л1н1Яно! та площинно! моделей фрактально! • структури

дендрит1в (мал.4) дозволяе ввести фрактальну розм!рн!сть частинки

• ,ln р .. - ■■•••.'• ' -: •

; . в = тпгг. , V-.:' / w ,

де Р - число в!токб!лыа високого порядку на' в!тц1 попередьнього . . порядку; k=ln /1п+1 - сп1вв1дношетшя доекин bItok, та одержат ви-раз для сумарно! довжини L(tj) в залекност! в!д масштабу: :

Ь(т)) = т] (l0/r)Dl (3)

s (rj) = e(d)i^aQ/n)ta • , (4) ;

' . Побудова (3), (4) в поде1йних лог-зри$м1чних координатах з веко- : ристаниям даних статйстично! обробки'електронном1кроскоп!чних зн!м-" к!в'дозволяе за кутами нахилу прямих визначити експэриментальн! -, значения фрактально! розм!рност1.дендритних частшгок (мал.5,табл.3). . . , * ■ Таблиця 3

, ХАРМТЕРИСТШШ' ФРМТАЛЫШ: СТРУКТУРК I ПАРАМЕТРА ИСТОГРАМ Р03П0- .. i '.ДШ ВИСОКОДИСПЕРСНИХ ДЕНДРИТНИХ ЧАСТИНОК 3.4Л13А ТА С1ШЗУ Рё-СО. ; '

....... ..... ....Ч" ----Т" МеталИ.А/дм6^, с А! Мод ! I р Г.. к 1 Dj i Гг^.ш! \Яв 1

Ре ' ю 0,30 мк 27 16 1,20 .1,25 160 1,82

Ре 10 2,00 мк 28 10" :<,45 1 »44 130 2,14

'Ре '20 1,05 ок 23-, '12. . 1,26 : .1,23 260 : 1,52

Fe-Co 20 • .' 1,03 ■ ок . .26 8 : J.57' 1 ¿50 480. 1,47

In

Ь(п)

9 0 T б -5 4 3 -2 1 -0 -

T 2

s (r¡) lo г

in -g- +

6 T¡

Г 3

- 9

- 8

- 7

- 6

- 5

- 4

- 3

- 2 - 1 - 0

m

л

Знаходження фрактальних розм!рностей високодисперсних дендрит t в зал!зч (1-3) та сплаву Fe-Co-Hi (4) по кутах нааллупрямих (3) 1 (4) вподв1йшялогари1м1чвихкоординатах.

2

Hад.5.

Проведено компьютерна моделювання фроктальнсЗ! структури денрнт-них частинок, що засновано на запропонованих л!н!йних та площин-них моделях.-Програма математично! модел! записана на мов! "Бей-сик-П" та реал!зуе поетапну побудову дендритшхх ан!зод!аметричних структур з будь акт поеднанням'основних параметров модел!. Одно-часно програма передбачае проведения розрахункхв сумарно! довжини bitok модел! дендриту та сумарно! пло!д1 bitok па будь-якому етеп!.

Глава 5. Законом!рност! формування м!кроскоп!чних властивостай ITI роду високодисперсних металевих частинок.

Колотда! металев! частники, що одержан! методами термо- та електрохгмхчно! кристад!зац!х, з середнш розн!ром порядку одного мйсрометру, являють собою склада! структури! утворювання.

Для високодисперсних частинок мхд!, Шкелю, свинцю, одерааних терморозпадом ам!нних комплекс!в 1х солей, характерна !ерарх!я структур з фрактальними власгивостямн типу: первинн! ультрадис-персн! частники (розм!р г < 102 нм), малий фрактальний агрегат м!цно зв'язаних первиняих частинок (число частинок N 102-103, г < 1 мкм), Еедикий фрактальний агрегат слабкозв'язаних мвлих агрегат!в ( Н ~ Ю'^-Ю4 г ™ 10 мкм).

Коло!дн! частники металхв, що одержан! за термо- та електрох!-мхчним методами, завдяки великому вкладу нескомпенсованих яоверх-невпх сил, мають нер!вноважну кристалеву гратку, gchobhhmii к!ль-Kiсними характеристиками яко! е розм!р первшших кристал!в (блок!в когерентного розс!ювання), макро- та м!кро~ напруги, що виникеють при термхчних i механ1чних навантаженнях, структурннх, х!м1чних та фазових перетворюваннях.

Для визначення величини мйфодеформацШ та розм!р!в блокiв когерентного ро'зс!ювання використовували метод апроксимац!й з засто-суванням функцИ Гаусса та роздхленням i ct, компонент!в дублету СиК^ за методом Реч!нгера.

Точн!сть методу тстотно зростае при внесенн! в розташуванад екс-яериментальних точок поправок, що враховують ан!зотроп!ю на дуля вружностт для ртзних кристалограф!чних напрямк!в в частниках и!д! та н!келю. За "опорну" точку приймали ширину лtoil till J.

Розм!ри блокхв моза1ки у високодисперсних частниках мШ келю порядку (70-75) км, а мхкродеформад!! - (1,8 - 3,2) " Ю~3.

Тсяка макроструктура гиескодисиерсиих частинок феромагн!тнйХ ив-

тал!в яадяе собою, як витйсае s даних елэктронном1кроскоп1<шого та рентгешструктурного анал!з!в, ланцюгову будову в!ток дендриту. Ультрадасперсшш элементами такого ланцюга е "п1рам1да росту" тетраедр1^ш1:кристал1чн1 блоки, ¡до ор!ентован! водовж кристалогра-ф!чного напрямку [111].

Кtльк1сними характеристиками тако! структури е розм!ри блскгз моза!ки та кути ор!ентац1! ix основних кристалогрзф!чних осей по вздноиэкшо до головно! ос! дендрзгху нульового порядку (остову) за даниш рентгоноструктурного анал!зу. При зростанн! кутово! швид-кост! обертанпя дискового катоду закономipHO зменьшуеться ке т!ль-ки догазшз центрально! oci ччстанок, а також i середн!й - розм1р блок!в ыоэаш: (ь!д ~ 50 нм до ~ 15 ил), але щ!льн!сть дислокаций зростае (в!д ~.-1,2 МО11 см-2 до ~ 17,8'10псм~2).

Експериментальн! результата вим1рювань параметр!в м!крострукту-ри коло!днях металевих частшск (властивост! III роду), що допов-нен! даншя темнополы?о1 ёлектронно! м!кроскоп!1 високого розд!-лення, дозвсляють вробити припущенчя про те, що так1 системи можно в!днестц до так-звешх нанокристел!в - матер!ал!в нового класу, в яких структурн! елементи мають розм!ри у кЗлька десят-к!в нанометрЬз, а доля м!:кфазних областей складае ~ Ю19 см-3.

Так! нанокристали являть собою ансамбл! честкнок, в яких реа-л!зу»ться posMlpiil ефектй, коли розм!р частшок досягае одного порядку з характерном корэляц1йним масштабом для того чи !кшого ф1-зичного явкща або з характерною добкшюю, ню визна^ае деякнй пронес переносу. Под!Сн! системи е гетерофазнл i роль друго! метзста-б!льно! фззи з "газопод!бною" структурою, для яко! характерна в!д-сутн!сть як дальнього, так 1 блшнього порядку, гре1; густа с!тка границь з п!двищенною густияок. 0ц!нки показують, що дездритяа частника з нанокристал^ною структурою мае до 103 - 104 граничь на /частнику або об'е-лну щтльШсть граничь до (Ю19 - К)20) см"3. ■ •'Ще одним ф!зичшщ методом, що дозволяс кглыасно оц!нкти параметра фрактально! мхкроструктури високодасперсниих иетзлэзкх час-тинок, ё'метод махокутового розсПовання рентгеновоьких пром!н!в.

Основн! сп!вв!днощення MiK-1нтенсивн!стю при мапокутовому роз-Ъ1юваннх рентгеновського випром!ш:вання Im та хвильэвда вектором 1с, що дозволягть экспериментально визначити гесматрг.'сг! характеристик! розс!поЧих сб'.ектхв, макть рхзккй вкгляд для масонку, та повзрхневих

фрактал!в:

масовий фрактал; , поверхневий фрактал,

да ¿а - в!дпов!дно фрактальн! розм!рност! масових та поверхне-вкх фракталхв; й - ввкл!дова розм!рн1сть тгла.

Для порошков високодисперсних дендритних частзшок электролитного зал!за експериментальн! залешоотт ^ !и в1д к. (дифракто-ыетр ДРМ-2,0) прямол!н1йн! в облает! значань 1с в!д 8,0 нм-1 з ку-товим коеф1ц1ентом 3,2 ± 0,1 (мал.6), що вказуе в цыому на фрак-тальну структуру таких систем з величиною розм!рност! поверхнейо-го фракталу 2,8 ± 0,1. За.р1внем кут!в, на якому експериментадькр залевшеть 1т(^ к) (мал.6) перестав бути прямолШйной, Цояяа. оц1нити нижшо границ» розм!р!в характерная блемэйт!в, що йкладають поверхневий фрактал: 1ш1п'к ™ 1, зв!дк!ля 1т1п - 3 а).

2 -

1 -

i i i i . . i

-2,1 -1,9 .18 к

Визначення фрактально! розм!рност! поверхн! пресованого порошку дендритних частинок за даними малокутоЕого розс!ввання рентгеновського випром1нювання,'. Мал.6.

Таким чином, вивчення м!кроскоп!чних властивостей III роду ко-ло1днкх металевих частинок за сучаснши уявленнями повинно базува-тися на поняттях про 1ерарх1ю фрактальних структур при зростаючому масштаб!: ультрадисперсний субм!кроний блок -> коло!дна частника м!кронних розм!р1в, що часто сама мае фракталъну структуру, як, на-щйпслад, дендрит -> малий фрактальний агрегат таких частинок з ха-рактерним розм1ром у десятки м!крометр!в -» великий фрактальный агрегат як елемент матер!алу з визначеними ф!зико-х1м!чшши власти-востями та розм!рами порядка сотен м!кромегр!в.

Теоретичн! i експериментальн! досл!дкення тонко! магн1тно! м!-кроструктури коло!дних феромагн!тних частинок засновано на уявлен-нях про ст1йкий однодоменний стан частинок з розм!рами меньшими, н!к критичн! ефективн1 радхуси однодоменност! (г ^ 20 нм для Ре).

В1дносно коректне розмежування колоГдних феромапйтних частинок за типами магн1тно! м!кроструктури може бути проведено на основ! внал!зу часово! стаб!льност! намагн!ченост!.

Залишкова намагн!чен!сть магн1тного зразку у в!дсутн!сть зов-н!шнього поля зменьшуеться з часом за експоненц!альним законом:

Ir= Ir ехр (- *) • (5)

де I - начальна залишкова намагн1чен1сть; i - характерний для о

даного магнетика час, що залежить в!д багатьох внутр!шн1х та зов-н!шн!х фактор!в. Ягацо ц! фактори пост!йн! та зм!нюеться лише роз-м!р частинки, то стаб!льн!сть т!е! або !ншо! магн!тно! структури мокна визначати на основ! загально! залежност! характерного часу релаксацП залшково! намаг!ченост! % в!д об'ему частинки.

Д!апазон зм!ни часу релаксацП т дуже великий - в!д дек1лькох секунд для магн!тних матер!ал!в з малою жорстК1стю до м!льйон!в рок!в для магн!тних гхрських пород. Яйцо задатися деяким пост!йним значениям часу xQ, наприклад, часом поряжу 107с, що в!дпов!дае часу сбер!гвння стабхльнлх характеристик для большей магниних матер!ал!в, то залекн!сть (5) дозволяе знайти облает! !снування магн!тних частинок з суперпарамагниною (I), однодоменною (II), псевдооднодоменною (III) та багатодоменною (IV) структурами. В ц!й умовн!й класиф!кац11 перех!д меж р!зноман1тними типами мапптних структур I -* II - III - IV, звичайно, не носить р!зкого характеру

(за винятком переходу 1з суперпарамагнхтного в однодомешшй стан) та визначаеться конкретшми характеристиками магнетика. Наориклад, аналтз величини критичних розм1р1з витягнутих голкоподМних структур показуе, що цей розм!р зростае при п!двищешп акстального в!д-ношення п та складае для довжини частники величину 60 нм при п=10.

В реальних пол1дисперсних порошках .з частниками складно! форми, зокрема, дендритами, розрахунок можлибост! 1снування однодоменного або квазходнодоменного стану е складною ! в тепершнхй час недос-татньо дослуженною проблемою. Критичний розм!р однодоменност! 10Кр дендритних частинок, кр!м фактора форми центрально! ос! ну-льового порядку в моделях, що представлен! на мал.4 в!дпов!дно в звичайному та фрактальному вар!антах, повинен залежати в!д числа

б1чних в!ток першого та б!льш високих порядк!в р(,р2.....рп,

факторгв 1х форми п1, п2,...пп. сп!вв!дношення довжин в!ток к1.. ,КП та кут!в мтк ними сс1, с^,...^.

Мапптостатична енерг!я дендритно! частники складаеться з енер-г!1 центрально! ос! та б!чних в!ток. При розрахунку енергП в!ток порядку вице нульоього треба враховувати, що в м!сц! з'еднання з центральним остовом та взагал! з в!тками попередн!х порядк!в щ!ль-нхсть магн!тних заряд1в виявляеться зниженою пор1вняно з в!льним к!нцем в!тки. Якщо обмежитися врахуванням лише в!ток нульового та першого порядк!в, мокна одержати вираз для магн!тостатично! енергП такого "неповного" дендриту. При цьму треба зауважити, що в силу !зометр!1 поперечного перетину центрально! в!тки 1стотний вплив на товщину, питому поверхневу енерг!ю та структуру доменно! границ! виявляють магн!тн! заряди на б!чн!й поверхн! частинки у м!сцях ви-ходу доменно! границ!.

Критичний ¿юзм!р однодоменност! дендриту визначаеться у припу-щенн! р!вноц!няост! енергетичних стан!в однодомешш та дводомен-них структур та р!вност! магн!тостатично! енергП иш та енергП утворюванйя доменно! границ! и^, з чого сл!дуе вираз для критично! довжини центрального остову дендриту при врахуванн! лише в!ток першого порядку:

4ПГ.П, к / тс ц' А к 1 = —— / . л 0-2— (6)

кр в3 у гг + р0и1 (1+з1п^)

Розрахунок критичних po3MipiB одаодоменност! дендритних части-нок при рхзних значениях фактору Форш nQ но (6) для експеримея-тальних значень параметрïb частинок, що характеризують ïx структуру (р=24, к=ю, <х=70°, П| =0,5 п0), показуе, що урахування вкладу бокових bîtok у величину критичного розм!ру одаодоменност! високо-дисперсних частинок зал!за приводить до значного зростання 1Q Кр пор1вняно, неприклад, з теоретичними оц!икаш1 ц!е! величйьи для ан!зод!аметричних "гладких" частинок..Tait для частинок з фактором форми и0=10 величини критично! довшнш досягають, р!дпов!дно, 60 нм для "гладких" паличкоподЮних частинок та 632 им для ден-ритхв з осами першого порядку. ■ \

3!сгавлешш одержаних розрахункових данях з експериментальншл г!стограмами розпод!лу дендритних частинок за дошсинаш центральна осей та ефективним факторам Форш приводить до висноЕку, що практично основнэ число частинок (порядку 80-90%) мають розм!ри 0!лып!, н!ж 600 нм i фактор форми меньший, н!ж 5-6, тобто, зг!дно приведеному розрахунку, не е однодоменюши.

Вивчення магн!тнох м!кроструктури високодисперсного електрол!-тичного вал1за методом шум!в Баркгаузена.що проведено за допомогыо спец!ально розроОлэно! апаратури, показало, що 1нтерпретац1я даних вим!ровання спектрально! густини шумовик сигналin мозшюа при з!-ставлеш! 1х з структурами характеристиками, зокрома, величиною питомо! поверхн! порошкхв (мал.7).

При певних режимах поремагн!чувачия спектральн! крив! g(aj)=f(H) в межах однотипно! .сер!! зразк!в для р!знкх значень екв!дис-тантн! та однозначно визначають зв'язок спектрально! густини g(и) з дасперсн!стю колохдних. дендритних частнок. Аномально вэлике значения Нс порошк!в високодисперсного оплаву зал!зо-кобальт (мал.7) нэ може бути пояснено ан!зотроп!ею форми та розмхрами частинок, що сп!впадають з параметрами високодисперсного зал!за.

. Експериментальн! точки, що в!дпов!дають характеристикам сплаву, знаходяться на крив!й залёжност! потужност! спектральних шум!в в!д величини- питомо! поверхн! порошк!в тэ повн!стю не в!дпов!дають крив!й аналог!чно! .залежност! коерцитивно! сили. Пя обставила однозначно вказуе на зб!г середах тюзм1р!в та форми частинок, що перемагн!чуються, як,для зал!за, так i для сплаву Fe-Co. Отже, висок! значения коерцитивно! си ли сплаву можно пояснкти лише вкладом

Z

ВалетаЮть спектрально! потугпсст! ejüíb Баргггпугена (I) та коеродтивно! снли (2) иеталввпх ф8роивгн1тш:х порсяк1а вХд raiToîJol поверхн1 »ал. 7

кристалогреф1чно" ан!зотроп!1 для грат кобальту, по аналог!! з ростом Нс в порошках кобальтованого 7-оксиду зал!за.

Дослхдазкня мокливост! !снування в коло!дних дендритша частин ках зал!за ст!йких магн!тних структур з визначеним числом домен!в гоказалр, що в д!апазон! розм!р!в частинок зал!за в!д 0,05 мкм дс 1 мкм !снують мегастабхльн! псевдооднодомешх 'стани з числом до«:о-н!в в1д 2/о 14-16. В модел! ланцюгодо! м!кроструктури 'в!ток дендриту показано, що на з!до!ну в!д частащок, форма так. близька до гладкого ел!псо?ду обертаная, центральна в!тка дендриту на ыош пэремагкг'уватися за рахунок чисто когерентного обертаная спппв.

Представления магк!тно! структур!! дендриту в рамках модел! лэнцяга титраедрхз з ор!ентац!ею кристалограф!ч?шх осей [1111 дозволяв встановкти, що в нол1дисперсшму порошку таких частшюк можз бути реал!зован великий д!аяззон магнхтних структур, в!д од-нодоменних мало розгалуконих частинок з довяашою остову не б1лш 200 нм, до багатодоменних розвинутих структур з дезор!онтовашши магнит»^ моментам!! атом!в у б!чша в!тках високих хюрядк!в.

Вклад б!чних в!ток оналог!чно! ланцюгоБо! структури в ступ!нь дезор!ентацЦ сп1н!в, величину поля старту та коерщгашну силу частинок сильно звлекить в!д сп!вв!дношеш1я до вши в!ток нульовох'о та наступних порядк!в.

Глава 6..Масштабна клзскф1квц!я ф!зико-х!м!чню: властивостей коло!дно-х!м!чких систем та И застосування до задач матер1ало-знавства.

Запропонований в главх 2 загальний систеший п!дх!д до складного поняття "властив!сть" колохдних м.етал!в та композицхйних систем на !х основ! засноваио ка геометричному масштаб! об'ектхв на макро , м!кро- та субм!крошюм р!внях. Анал!з вккладеншл'о в дисертацП експериментального матер!алу, що стосуеться структури, мапптних та електроф!зичнкх властивостей колоЕдно-металхчшк систем, разом з великим обсягом л!тературних даних, приводять до мошшвост! роз-робки загально! масштабно! класиф!кац1! ф1зико-х!м1чних властивостей колоТдних метал!в та матер!ал!в з ними. На мал.8 представлено схему тако! класиф1кац!! - всього 24 вар!онта поняття '"власти-в!сть", що включають в себе ЕнутрМнх та зовн!шн! властивост!,Г'ео-метрпчн! (1), структури* (2), х!м!чн1 (3) ! ф!зичн! (4) характеристики. Кожному 1з розглянутих ва.;ант!в властивостей присвоено

СУБМ1КР0СК0П1ЧН1 ВЛАСТИВ0СТ1 М1КР0СК0ШЧН1 ВЛАСТИВССТ1 МАКРОСКОП1ЧН1 ВЛАСТИЕ0СТ1

ЕЛЕМЕНТУ ЧАСТНИКИ III роду К0Л01ДН01 ЧАСТННКИ II РОДУ ПОРОШКУ АБО МАТЕР1АЛУ I РОДУ

III а III б II а II б 1 а I б

ЗНУТР12Н1 30BHI2HI ЗНУТР12Н1 30ВН1ШН1 ВНУТР11Ш 30БН1ЕН1

1 1 1 1 1 1

1 III а. III б1 Ii а 1 II б. I.al 1б!

- JOP:.IA СУБ- Р03М1ГЛ СУБ- — DH 1 IU 1 Hin РО 3'.! IРИ 5 О PI'А ТА розмхри

М1КРОЧАСТИНОК '.'Л.КРСЧАСТННОК ЧАСТНИК" и « Р ]Ч'1!У>< т;:п зразку ЗРАЗКУ

2 III а2 III бг II а. II б2 I а. I б2

С '"'УКТУ PHI * БЛОЧНА СТРУКТУРА ПАРАПЕТ?!! СТРУКТУР!! —У KPiiCTAJTI ЧНА СТРУКТУРА ПАРАМЕТР!! СТРУКТУР" ТИП СТРУКТУР!! МАТЕР1АЛУ цпыпсть ПАКУЗАННЯ

ч XIMI4HI III а3 ХДМ1Ч!!!1Л СКЛАД обо; жи Шб3 КОНЦЕНТРА1ЧЯ АКТ11ВНИХ ЦЕНТР1В II а 2 хш:.'Дчд:!П СКЛАД 4ACTÜHK'.! II б3 концснтращя долмк У ЧАСТИНШ I а 2 ЗАГАЛЬН И'Л XIMI4HÜ.1 склад MATEPIAЛУ I б3 КОНЦЕНТРАЦИЯ Д0.11И10К У матерш1

4 :13ичн1 — 1Иа4 ТИП Д0ЫЕНН01 СТРУКТУР!! 1И б4 МАГНIТШШ МОМЕНТ ДОМЕНУ II а4 МАГН1ТНА СТРУКТУРА и б4 MAPHITHifl MOÜEHT, ЗАРЯД ЧАСТНИКИ — 1а4 ТИП ПР0В1ДН0СТ1 11АТЕР1АЛУ I б4 МАГН1ТН1, ЕЛЕКТРИЧН1 ВЛАСТИВОСТ1

РОЗГОРНУТА ИАСИТАБНА КЛАСИЗДКАВДЯ ВНУTPILIHIX ТА 30BHI13HIX ВЛАСТИВОСТЕЙ Ш01ДНИХ ЦЕТАГЕВИХ СИСТЕМ ТА КО^ПОЗИЩЙНИХ МАТЕРИЛО НА IX OCHOBI

Цал. 3

потр!йний 1НД8КС, що характеризуе цей вар!ант за родом властивост! (1,11,111), в1даесешш до внутрйшього (а) та зовншнього. (б) типу та природ! властивост! (1-4).

Мал.8 в!дображае загальну схему формування всього комплексу властивостей гетерогеннкх коло!дних систем, порошкових або компо-зиц1йних матер!ал!в. При розробц! матер!алу певного функц!онально-го призначення, лкий повгаеи мати кошеретне сполучення ф!зико-х!- ■ м!чних характеристик, така схема коже бути двтал1зоваиа.

У випадку розробки, наприклад, резистивного элементу м!кроелек-тронних ехт, етапи формування комплексу механ1чних та електричних властивостей системи мокуть бути представлен! у вигляд! конкретно! модиф!кац!1 схеми масштабно! класиф!кац!! Еластивостей (мал.9). •

Основними ф!зичними характеристиками такого матер!алу являються питомий (1а4) або загальний (164) електричний onip, мехахпчна м!ц-н!сть (164), адгез!я до п!дкладки (1а4), температурна I часова стаб!льн!сть електроф!зичних та механ!чних параметр!в (г!бридна властив!сть (1а4 + 164)). Ц! характеристики прямо визначаються структурними,'х!м!чййми. та ф!зичними параметрами власно дисперсиях. електропров!дних частинок.хх агрегат!в та асоциат!в (!ндекс IIa,б).

Особлива роль в кошозицШних резистивних матер!алах належить вс!м видам характеристик капсулюючих протекторных оболонок пров1д-нкх частшок. S одного боку, власно наявн!сть таких оболонок та досягнення хх оптималышх ф!зичних ! структурних параштр!в е не-обххдною умовою максимально! корозШюх CTifecocri та' структурою! однор1дност!, 1, ото®, часово! та температурю! стаб!льност1 основных електричних та механ!чних характеристик резистивного мате-р!алу, що дуке вакливо для Еироб1в электронно! техн!ки.

3 другого боку, протекторн! оболонки, як правило, мають великий електричний оп!р та перешкодаують утворенню в матэр1ал1 ст!йких струмопровiдних структур з безпосередн!м контактом ■ частинок, як! , визначають м!н!мальну.величину основно! характеристики матер!алу-- питомого електричного•опору.

Елэктропров!дн!сть реал!зуеться по складн!й струмопров!дн!й стру! тур! в об'ем! композии!йного матер!алу, що мае тонк! (порядка 10-20 нм) розриви. Ця обставина визначае неом!чний характер переносу заряду, частотн! та токов! обмеження, а пров!дн!ость та !нш! характеристики матер!алу можут бути ¡.эзрахован! лише ймов!рносно-

i и ii i

nOBEPXHEBi'iî ÜÍAP PTTPV^DOnpno,*) т; на ЧАСТИККА. — pe3;íc тивм::л е.жен?

елехтрзпроводно! частник!! ид ПИЛ ^рррп » <Т* елехтроннод схем;:

ill а in б ii а II б I а i б

внутршн! 30BHIÏÏHI вкутр12ш зови : i'jh : внутр1пн1 308р.1 chi

"pyx"7?'íi

XI"14SI

ГЗЛЧН1

ill.I 3 «5 ~

XÜ.ÍT4HA AKTHBHICTb {Т0В5РХНЕВ0Г0 С1АРУ

iii s t

t"3'"íí4 " псз.ерхнев0гс

ii a j îop.'^a

y h n mri jj ov

II a 2

'лужтртш??

vi J4ij WJI i л

АГРЕРАТ13

ii s

i a £

структура .','atepi 4ЛУ ЭЛЕМЕНТУ

I

СТАЕ I ЛЬ HIС T^ XÍÜIHKOrO

i б

геометричн! параметр"

pnpiiriif V

и л m un 1 J

ш0мий 0п1р-"ATEPIAJiy

. »НСПДУАТА1]1ИН1 ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕз;;ст:1вкого ej!f."5HTy

ИАСВ7АВНА КЛАСИЯКАЦ1Я НА ЕТАП1 50РУУВАННЯ î.IЭ::л0-Х1 El4MIÍX ЗЛАСТИВОСТЕИ -РЕЗИС.ТИВНИХ UATEPIAJIÎB

но-статистичними методами, наприклад, за теор!ею прот!кання.

Викладешшй виде п!дх!д до основних критерИв створення кошози-ц1йних резистивних матер!ал!в на основ! високодисперсних металевих порошк!в дозволив запропонувати ряд нових електропров!дних систем з полЗлиеними експлуатацМнши характеристиками. Так, кошозщтя для одержання металопол!мер!в, що включае пол!мэр або ол!гомер та ам!нний комплекс форм!ату або ацетату м!д! чи н!келю, забезпечуе хстотне покращання характеристик проввдого металопол!мерного ма-терталу в основному за рахунок п!двщення р!вном!рност1 розпод!лу коло!даих металевих частинок в матриц! пол!меру при досягненн! ви-соких значень концентрацП металево! фази.

Анал!з мокливостей п1двищення ефективност! технолог!! одержання композиц!йних пров!дних матер!ал!в на основ! високодисперсних ме-тал1в та !стотнього покращегшя !х властивостей та експлуатацШих характеристик,що доведено на основ! масштабно! класиф!кац1! властивостей, показав, що такз п!двищення може бути реал!зовако при комб!нованому використаш! в якост! пров!дно! фази компознц!йного материалу сер!йно виробляемих пров!дних порошк!в низько! дксшрс-ност! та ультрадисперсюк металевих частииок, що утворюються при терморозпэд! амйтних комплекс1в.

В ряд! випадк!в розробки та вивчешя властивостей виключно складних композиц1йних систем нав!ть так! широко розгорнут! схеми формувашм комплексу !х ф1зико~х!м!чних характеристик обмзкен! 1 не описують вс!х фактор!в, що впливають на експлуатаа!йн! власти-востх матер1алу. Так,под1бн1 схеми не враховують вне сок в мохан!зм формування властивостей матер!алу параметр!в та характеристик дне-перс!йних серздовищ, а також особливостей технолог!®.

Незвакаючи на це, складення та анал!з схем масштабно! класи-ф!кац!! властивостей дозволяе досить над!йно та докладао обозначи-ти головн! етапи механ!зму формування основних ф!зико-х1м!чних характеристик матер!алу, що обумовлеи! параметрами дисперсно! фази.

ОСНОЕН1 РЕЗУЛЬТАТ!! ТА ВМСНОВКИ

1.Розроблено масштабну класифйсацДю властивостей коло1дчих мзта-л!в та композиц1оних матер!ал!в ни !х основ!, як зданий системней п!дх1д до складного та багатогранного поняття "власт1ю!сть" коло!д-них систем на основ! високодисперсних метал!в, що заснован на гео-меаричному масштаб! тих об'ектхв, на яких дан! характеристики вив-чають експериментальнэ або рсзрахозують теоретично.

2.Теоретично обгрунтован! 1 експериментально пхдтверджзн! положения про фракталъний характер структури агрегатов високодисперсних металевих частинок в пол!мерних матрицах. Експершенталыю знайдено параметри фрактально! структури агрегат1в. Показано, що посл!довн!стъ зростання фракталышх розмхрностей агрегат!в 1,25 <

< 1,30 < 1,45 < 1,60 в1дпов1дно для комнозиц!й на основ! колоТдиих частинок електрол!тпчного зал!за, гаммэ-оксиду зал!за, н!келю та мШ гнтибатна послхдовност! зростання магн!тних момент!в складових частинок в агрегат!. Бапропонованпй п!дх!д доззоляе застосувати для зив-чешя законом!рностей фэрмувпння агрегат!в металевих частинок в ком-нозицхйних металопол!мерних материалах розширрну реакц!йно-сбмекену модель, що врзховуе можлив!сть маги!тно! силово! взаемод!! ч!;х частниками перед приеднанням до агрегату.

3.Вперше доведено фрактальний характер просторово! структури дендритшк колоТдних частинок метлл+в, одержаних електрох!м!чним методом. Розроблена 1ерарх1я моделей фрактально! структури ден-рптних частшюк, на основ! яких, з використанням экспериментальная даних,' знайдено паракетри фрактально! структури дендритних частинок зал!за та його сплав1в.Так, величина нец!ло! фрактально! розм!рност! дендритних частинок феромагнгтних метал!в зм!нюеться в меавх 1,25 -1,89 в залежнЗст! в!д природа металу та типу модел!.

Введена !ерарх!чна система моделей фрактально! структури частинок високодисперсних феромзпптних метал!в дозволяе одержати к!ль-к1сн1 характеристики ступеня !х розгалукення (дендритност!) - параметри к, р та дроби! фрактальн! розм!рност!. Ц! характеристики слу-жать основою для вивчення залезкност! ф!зико-х!м!чних властивостей дендритних частинок з фрзктальною структурою в!д ступеня 1х розга-луження.

4.3апропоновано компьктерн! модел! структури дендритних колоГд-них частинок, „о дозволяе розраховуватк теоретичн! величии пара-

метр!в !х фрактально! структури.

' Б.Експериментальними методами рентгеноструктурного анал!зу та св!тло~ I тешопольно! електронно! м!кроскоп!1 високого розд!лення доведена ланцюгова структура в!ток високодисперсних металевих ден-дритних чвстинок.

6.Методами малокутовсго розс!кшання рентген!вських пром!н1в та растрово! електролно! мшроскогп! показана можлие!сть представлен-ня структури порошк!в металевих дендритних частинок у вигляд! по-верхневого фракталу з величиною фрактально! розм!рност! 2,8 i 0,1 та нишею межею розм!р!в характерных елемент!в, що складають по-вврхневий фрактал, порядку 3,0 нм.

7.Проанал!зована моклив!сть !снування в дэндритнШ коло!дн!й частниц! феромагнетика однодомешюх магШтно! структури в модел! ланцюга тетраедричних бдок!в та знайдено анал!тичний вираз для критично! довяоши центрального остову дендриту. Врахування вкладу б!чних в!ток в величину критичного розм!ру однодоменност! високодисперсних частинок зал!за 1]риводить до значного зростання критичного розм!ру в залежност! в!д фактору форми, числа в!ток та кут!в м!н ними.

в.Впэршо проведено цикл досл!джень магн!тно! структури високодисперсних феромагн!тних дендрит!в методами шум!в Бар1сгаузена за допомогою спец1ально! високочутливо! апаратури. Показана моя:лив!сть оц!нки характеристик складу феромагн!тних пороик!в та !х дисперснос-т! за даними вш!рювань спектрально! ицльност! шум!в Баркгаузена.

Э.Ловедена моклив1сть 1снування в колотцнтй часгинц! феромагнетика дендритно! форми стабильно! багатодоменно! магн!тно! структури, цо дозволяе вир!шити фундаментальну проблем ф!зично! природа аномально! магн!тно! жорсткост! таких систем.

Так, в ланцюгу однодоменних тетраедричних блок!в зал!за доваи-воа ~ 500 нм стало !снують 8-10 доменгв.

10.Принципа масштабно! класифшацИ ф!зико-х1м!чних властивос-тей коло!дно-металевих систем запропоновано застосовувати до ана-л!зу, розрахунку та ирогнозування комплексу практично вакливих характеристик ксмпозиц!йних матер1ал!в на баз! коло!дних метал!в.

Розроблено та Еведено в практику ряд композиц!йних матер!ал!в спец!ального призначення

Ochobhí результат Дисертацп опублхкован! в нэступшх працях:

1.Хворов М.М..Даниленко Е.Е.,Брык И.Т.Пространственная корреляция частиц дисперсного никеля в полимерной матрице// Коллоида.«урн.-1980.-N 2.-G.282-287.

2. Химченко Ю.И.,Хворов М.М..Радкевич Л.С.Исследование структуры

и электрофизических свойств металлополимеров.//Физико-химическая механика и лиофильность дисперсных систем.-1982.вып.14.-С.31-39.

3.Химченко Ю.И.,Хворов М.М..Чирков A.C..Косоруков А.А.Получение высокодисперсной меди путем термического разложения комплексов формивта меда с моноэтаноламином.//Порошковая мет.-1983.-п 5,-

С.14-19.

4.Хворов М.М..Чирков A.C.,Химченко Ю.И.Гранулометрический состав высокодисперсных порошков меди,' полученных термораспадом комплексов Си(II) с монозтаноламином.//Порошковая мьт.-1984.-N 4.С.1-5.

5.Хворов М.М..Чирков A.C..Химченко Ю.И.Термическое разложение моноетаноламиновых комплексов меди и никеля.//Укр.хим.жури.1984.-t.50.N 9.С.924-928.

6.A.C.N 1082576(СССР),МКИ3В22 F 9/30; В22 F 9/16.Способ получения порошков меди и никеля./Химченко Ю.И..Хворов М.М..Чирков A.C./ Бюлл.изобр.И 12.-1984.-С 36..

7.A.C.N 1154067(СССР),МКИ^В?,7 К 5/06.Способ модификации древесины. /Купчинов Б.И..Баранов Ю.Д..Шумилин В.А..Химченко Ю.И., Хворов М.М..Чирков A.C./ Бюлл.изобр.Ы 17-1985.-0.- 49.

8.Химченко Ю.И..Хворов М.М..Чирков A.C..Надел Л.Г.Структура и

свойства высокодисперсных порошков никеля, полученных термическим Коллоида.журн.-1984.-т.45,N 1 .-С.175-179.

Э.Пилипенко А.Т.,Чирков А.С.,ХЕоров М.М.,Химченко ü.M.Восстановление металла при термичпск:.-" гп°прении комплексов Си (II) с uz-

ноэтаноламшом.//Докл.AH СССР.-1984-T.278.N 2.-С.375-378.

Ю.Амеличкина Т.Н.,Хворов М.М.,Ж9ЛИ0о Е.П.,Швец Т.М.Физические характеристики металлополимерных композиций на основе эпоксидного слигомера ЭД-20 и модифицированного железа.//Укр.хим.журн.-1985.-Т.51,11 5.-С.548-551.

И.Хворов М.М..Дудченко А.Н.Структура частиц ультрадисперсного никеля, полученного термолизом комплекса формиата никеля с моно-этаноламином.//Порошковая rvieT.-1986.-N 5.-С.1-5.

!2.Хворав М.М.«Химченко Ю. И.,Чирков A.C..Дудченко А.К.Изменение функции распределения частиц высокодисперсного никеля по размерам при возрастании продолжительности термораспада комплексов формиата никеля с моноэтаноламшгом.//Коллоид.журн.-1986.-т.47,N 3.--С.597-600.

(З.Хворов М.М..Химченко Ю.И.Образование частиц ультрадисперсного свинца при термораспаде комплексов формиата свинца с моноэтанол-амином. //Укр. ХИМ. журн.-1987.-т. 53, Н 11 .-С.1115-11.17.

14. Хворо в М.М. ,Х1мченко Ю.Т.ХМчна кристал!зац1я ультрадисггерсних кеталевих частинок при термол!з! амШшх кошлекс!в .//Bich.АН УРСР.-1Э8Э.-Н 2.-С.31-43.

15.Хворов М.М.,Швец Т.М.Масатабная классификация внутренних и внешних свойств металлических порошков и композиционных материалов на их основе.//Порошковая мет.-1990.-U 7.-С.48-55.

16.Хворов М.М.,Швец Т.М.Элактрокристаллизаиия в двухслойной ванне высокодисперсных металлических частиц с фрактальной структурой//' СС."-Физикохимия ультрадисперсных систем".-Рига,1989.-С.196-197.

17.Хворов M.N.,Земляк H.A..ШвитаЛ В.А.,Швец Т.М.Свойства и структура порошков высоков:"персного железа, полученных при различных скоростях вращения дискового катода.//Порошковая мет.-1990.-

N 9.-С.29-33.

18.Хворов М.М.,Швитай В.А.,Швец Т.М.Магнитные характеристики статистических смесей частиц высокодисперсного электролитического железа и диамагнитных порошков.//Порошковая мет.-1990.-и 11.-С.83-87.

19.Васильев В.М.Дворов М.М.,Швец Т.М.,Швитай В.А.,Ягло Г.И.Разработка и использование прибора по измерению спектра шумов Барк-гаузена в высокодисперсных ферромагнитных частицах.//В кн.:Тезисц докладов II Всесоюзного совещания по приборостроению в области коллоидной химии и физико-химической механики.Яремча.-1990.-С.133.

20.Хворов М.М..Нигматуллин Р.Р.Фрактальные модели пространственной структуры высокодисперсных металлических частиц.//'Физ.гв.тела. -1990.-т.32.N 8,-0.2294-2297.

¿1.Хворов М.М.Критерии приближения к монодисперсности порошков высокодисперсных ферромагнетиков с анизодиаметричесними частицами. //Журн.прикл. химии. -1990. -т. 45, N 11.-С.2479-2484.

.22 .Хворов М.М. .Амеличкина Т.Н.Делибо Е.П.,Вембер В.Е.Влияние физико-химических факторов на распределение высокодисперсных металлических частиц в эпоксидной матрице.//Порошковая мет.-1991.-Г1 1.-0.89-93.

3.Хворов М.М.,Швец Т.М.Дендритная форма коллоидных металличчс-ких частиц.//Коллоид.журн.-1991.-т.53,N 2.-С.564-570.

6.04,93г. Формат 60x84/16. Об"ем 2,25

Об"ем 2,25 п.л, Тираж 120 поим.

За».

НД1НП "МАСМА". Ки1в-1В0, пр.Паллад!на,