Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Расплавы, 2024, № 2

научный журнал
Покупка
Новинка
Артикул: 852558.0001.99
Доступ онлайн
3 585 ₽
В корзину
Расплавы : научный журнал. - Москва : Наука, 2024. - № 2. - 114 с. - ISSN 0235-0106. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.ru/catalog/product/2196336 (дата обращения: 04.03.2025). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
РА С П Л А В Ы
№ 2    2024    Январь–Февраль
Журнал основан в 1987 году
Выходит 6 раз в год
Журнал издается под руководством
Отделения химии и наук о материалах РАН
Главный редактор Б.Р. Гельчинский
Е.В. Никитина (ответственный секретарь)
А.А. Ремпель (зам. главного редактора)
Ю.П. Зайков (зам. главного редактора)
Редакционная коллегия:
В.В. Бражкин, Г.П. Вяткин, К.В. Григорович, С.А. Кузнецов, Х.Б. Кушхов,
Л.И. Леонтьев, А.Г. Морачевский, П.В. Поляков, П.С. Попель, В.П. Степанов,  
С.В. Станкус, В.В. Стегайлов, В.А. Хохлов, D. Brahma, D.J. Gonzalez, F. Demmel,  
Sh. Hosokawa, PeiJie Li, S. Mladenovic, S. Mudry, A. Navrotsky, O. Ostrovski,  
W.-Ch. Pilgrim, M. Pirdashti, J.-F. Wax, M. Zinigrad
Адрес редакции: 620137 Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 18
Телефон: (343) 374-05-54
The Journal is issued under the supervision
of Department of chemistry and materials science of RAS
Editor-in-chie f B.R. Gel’chinsky
A.A. Rempel (editor-in-chief deputy)
Yu.P. Zaykov (editor-in-chief deputy)
E.V. Nikitina (secretary-in-charge)
Editorial Board:
V.V. Brazhkin, G.P. Vyatkin, K.V. Grigorovich, S.A. Kuznetsov, Kh.B. Kushkhov,  
L.I. Leontiev, A.G. Morachevsky, P.V. Polyakov, P.S. Popel, V.P. Stepanov, S.V. Stankus, 
V.V. Stegailov, V.A. Khokhlov, D. Brahma, D.J. Gonzalez, F. Demmel, Sh. Hosokawa,  
PeiJie Li, S. Mladenovic, S. Mudry, A. Navrotsky, O. Ostrovski, W.-Ch. Pilgrim,  
M. Pirdashti, J.-F. Wax, M. Zinigrad
Москва 
ФГБУ «Издательство «Наука»
© Российская академия наук, 2024
© Редколлегия журнала “Расплавы” 
     (cоставитель), 2024


РАСПЛАВЫ 
 
 
 
№2,  2024
С О Д Е Р Ж А Н И Е
Контролируемый синтез наночастиц высокоэнтропийных материалов. 
Оптимизация традиционных и создание инновационных стратегий
В.А. Полухин, С.Х. Эстемирова 
115
Пряхина. Коррозионно-электрохимическое поведение металломатричных
композитов Al-нано-Al2O3 в водном растворе 0.5М NaCl 
А.Г. Квашничев, Л.А. Елшина, В.И. Пряхина 
166
Изучение фазовых равновесий в двухкомпонентной органической системе 
дифенил – н-докозан
А.И. Казакова, И.К. Гаркушин, И.Г. Яковлев 
179
Линейный анализ устойчивости процесса затвердевания в ограниченной 
области при наличии конвекции в жидкости
Е.В. Маковеева, И.Е. Корозникова, А.Е. Глебова, А.А. Иванов, Д.В. Александров 
189
Изучение состава расплава KCl – AlCl3 – ZrCl4 – HfCl4 применительно 
к экстрактивной ректификации хлоридов циркония и гафния
А.В. Панфилов, А.В. Коробков, В.В. Бузмаков, В.В. Терешин, А.А. Ившина, 
А.В. Абрамов, Д.А. Данилов, А.В. Чукин, И.Б. Половов 
211


C O N T E N T S
Controlled synthesis of nanoparticles of high-etropy materials. Optimization 
of traditional and creation of innovation strategies
V.A. Polukhin, S.H. Estemirova 
115
Corrosion electrochemical behavior of metal matrix composites “Al-nano-Al2O3” 
in 0.5М NaCl aqueous solution
A.G. Kvashnichev, L.A. Yolshina, V.I. Pryakhina 
166
Study of phase equilibria in the two-component organic system 
biphenyl – n-docosane
A.I. Kazakova, I.K. Garkushin, I.G. Yakovlev 
179
Linear stability analysis of a solidification process with convection in a bounded 
region of space
Makoveeva E.V., Koroznikova I.E., Glebova A.E., Ivanov A.A., D.V. Alexandrov 
189
Study of the composition of the KCl–AlCl3–ZrCl4–HfCl4 melt in relation to 
extractive rectification of zirconium and hafnium chlorides
A.V. Panfilov, A.V. Korobkov, V.V. Buzmakov, V.V. Tereshin, A.A. Ivshina,  
A.V. Abramov, D.A. Danilov, A.V. Chukin, I.B. Polovov 
211


РАСПЛАВЫ        
     2024, № 2,  с.  115–165
 
УДК: 541.1285;44.022.22: [546.3-14:546.3-161]
КОНТРОЛИРУЕМЫЙ СИНТЕЗ НАНОЧАСТИЦ 
ВЫСОКОЭНТРОПИЙНЫХ МАТЕРИАЛОВ. ОПТИМИЗАЦИЯ 
ТРАДИЦИОННЫХ И СОЗДАНИЕ ИННОВАЦИОННЫХ 
СТРАТЕГИЙ 
© 2024 г.    В.А. Полухин1,*, С.Х. Эстемирова1,**
1Институт Металлургии УрО РАН, Екатеринбург, Россия
*E-mail: p.valery47@yandex.ru
**E-mail: esveta100@mail.ru
Поступила в редакцию 28.12.2023
После доработки 18.01.2024
Принята к публикации 31.01.2024
В последнее десятилетие резко возросло разнообразие высокоэнтропийных 
материалов (ВЭМ) в том числе за счет расширения исследований в область 
аморфных, нано- и гетероструктур. Интерес к наноразмерным ВЭМ связан, 
прежде всего, с их потенциальным применением в различных областях, таких как возобновляемая и «зеленая» энергетика, катализ, хранение водорода, 
защита поверхности и др. Развитие нанотехнологий позволило разработать 
инновационный дизайн наноразмерных ВЭМ с принципиально новыми 
структурами, обладающими уникальными физическими и химическими 
свойствами. Решаются проблемы контролируемого синтеза с точно заданными параметрами химического состава, микроструктуры и морфологии. 
При этом происходит модернизация традиционных технологий, таких как 
быстрый пиролиз, механическое сплавление, магнетронное распыление, 
электрохимический синтез и др. Наряду с этим появились инновационные 
технологии синтеза, такие как карботермический удар, метод управляемого 
спилловера водорода. В обзоре проанализированы методы синтеза наноразмерных ВЭМ для различных применений, которые были разработаны в последние 6–7 лет. Большинство из них является результатом модернизации 
традиционных способов, а другая группа методик представляет инновационные решения, стимулированные и вдохновленные феноменом ВЭМ.
Ключевые слова: высокоэнтропийные сплавы, высокоэнтропийные материалы, наноразмерные материалы, стратегии синтеза, функциональные свойства
DOI: 10.31857/S0235010624020014
ВВЕДЕНИЕ
Ожидается, что многокомпонентные высокоэнтропийные сплавы (ВЭС), 
которые базируются на стратегии высокой энтропии смешения, станут 
новыми материалами, критически значимыми во многих промышленных 
отраслях [1–4]. Первоначально ВЭС определялись как смесь 5 и более элементов с равной или почти равной концентрацией атомных процентов [5], 


ПОЛУХИН, ЭСТЕМИРОВА
но теперь область составов начинается от 3 основных элементов, а область 
концентраций может варьироваться в достаточно широких пределах [6]. Существенно увеличилось разнообразие высокоэнтропийных материалов, касающееся структурно-фазового состояния и химического состава. В их число входят 
мультикомпонентные сплавы, которые содержат несколько основных и несколько 
дополнительных элементов (Multi Principal Element Allous, MPEA) [6], сложные 
концентрированные мультифазные сплавы (Compositionally complex alloys, CCA) 
[7]; в последние годы активно изучаются высокоэнтропийные металлоподобные 
соединения, в которых металлические связи между атомами металла и неметалла 
сосуществуют с ионно-ковалентными связями: нитриды, карбиды, бориды, силициды, оксиды [8–11]. Мультикомпонентные объемные металлические стекла 
(bulk metallic glasses, BMGs), которые начали исследоваться немного раньше, чем 
ВЭС, получили свое новое развитие в качестве высокоэнтропийных металлических стекол (high-entropy bulk metallic glasses, HE-BMGs).
Особая микроструктура и свойства ВЭС открывают множество потенциальных применений. Первые исследования ВЭС были сосредоточены на изучении 
механических свойств, предполагая их конструкционное назначение. Путем варьирования химического состава ВЭС, применяя различные методы получения, 
используя термическую обработку для модификации микроструктуры, достигались требуемые механические свойства, которые соответствовали, а зачастую 
и превосходили свойства традиционных конструкционных материалов [12]. Затем 
интерес исследователей охватил обширную область, связанную с защитными 
покрытиями [2, 13]. В настоящее время растет интерес к ВЭМ с точки зрения 
функциональных свойств для всевозможных физико-технических и химических 
применений [14]. Возможность настроить магнитную подсистему открывает перспективы для создания магнитомягких, а также магнитокалорических материалов 
[15, 16]. Значительное снижение теплопроводности из-за сильного химического 
беспорядка в ВЭС делает их привлекательными в качестве потенциальных термоэлектрических материалов [17]. Наиболее интенсивные исследования в настоящее время ведутся в областях, связанных с энергетикой: катализ [18], хранение 
водорода [19], суперконденсаторы [20], электродные материалы аккумуляторов 
[21], твердотельные электролиты [22] и некоторые другие.
Недавние исследования показали, что при уменьшении размера зерен ВЭС 
до наноуровня, их свойства критически изменяются, благодаря наноразмерным эффектам (эффекты малого размера, поверхностные, макроскопические 
квантовые эффекты и т. 
д.) [3, 4, 23–27]. Наноструктурирование позволяет 
дополнительно регулировать характеристики ВЭС за счет целенаправленного 
изменения его электронной структуры, поверхностных свойств, создания внутренних и внешних дефектов кристаллической структуры, настройки морфологии и создания уникального дизайна. Ожидается, что ВЭС могут предложить 
синергетически улучшенные функциональные возможности для использования 
их в самых различных областях.
В этом обзоре мы фокусируем внимание на стратегиях синтеза наноразмерных высокоэнтропийных материалов. Большая часть методов базируется 
на ставших уже традиционными, хорошо отработанных технологиях создания 
ВЭС; но для создания наночастиц потребовалась их модернизация, особенно, 
принимая во внимание многокомпонентный, зачастую плохо смешивающийся 
состав. Другая группа методов разработана совсем недавно целенаправленно под 


КОНТРОЛИРУЕМЫЙ СИНТЕЗ НАНОЧАСТИЦ...                    117
высокоэнтропийные наноразмерные материалы с учетом конкретных композиций и согласно поставленным задачам. В обзоре также затронуты перспективы 
применения наноразмерных ВЭМ, которые связывают с решением некоторых 
наиболее острых проблем современного мира.
1. ОБЩАЯ КОНЦЕПЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ВЭС И «ОСНОВНЫЕ 
ЭФФЕКТЫ»
Первым, кто использовал концепцию высокой энтропии для объяснения удивительного феномена многокомпонентных твердых растворов с простыми кристаллическими структурами и очень высокой растворимости компонентов в этих структурах, 
был профессор Yeh в 2004 году [5], который и ввел термин «высокоэнтропийные 
сплавы» [5]. Согласно классическим правилам Юма-Розери для образования бинарных твердых растворов замещения необходимо, чтобы размеры, валентности 
и электроотрицательности атомов имели определенные соотношения; энтальпия 
и энтропия смешения также должны отвечать строгим требованиям [28].
Zhang и др. [29], а также Guo и др. [30] провели обширные исследования 
влияния этих же параметров при образовании ВЭСов, используя большой статистический объем сплавов, и нашли, что эти требования аналогичны таковым 
для бинарных сплавов и интерметаллидов. Они подтвердили, что образование 
простых (ГЦК, ОЦК) фаз ВЭС зависит главным образом от энтальпии смешения (∆Hmix), энтропии смешения (∆Smix) и разницы между размерами атомов (δ). 
По результатам исследований большого объема данных они сделали следующий 
вывод. Для образования ВЭС (включая упорядоченные и неупорядоченные фазы) 
одновременно должны соблюдаться следующие условия: энтальпия смешения 
должна составлять –22 ≤ ∆Hmix ≤ 7 кДж/моль, разница размеров атомов должна 
находиться в диапазоне 0 ≤ δ ≤ 8.5%, энтропия смешения должна быть в пределах 11 ≤ ∆Smix ≤ 19.5 Дж/(К·моль) [30]. Эти условия вполне логичны, поскольку 
большое положительное значение ∆Hmix может послужить причиной фазового 
расслоения, а слишком большое отрицательное ∆Hmix обычно способствует образованию интерметаллических фаз. Значение δ должно быть достаточно малым, 
поскольку слишком большая разница размеров атомов приводит к избыточной 
энергии деформации и дестабилизирует простые структуры. Значение ∆Smix 
должно быть достаточно большим, поскольку оно является основным стабилизирующим фактором для простых фаз. Для разупорядоченных ВЭС условия их 
образования более строги: –15 ≤ ∆Hmix ≤ 5 кДж/моль, 0 ≤ δ ≤ 4.3%, 12  ≤ ∆Smix 
≤ 17.5 Дж/(К·моль) [29]. Важнейшим критерием образования однофазных ВЭС 
с простыми структурами является параметр, основанный на конкуренции энтальпии и энтропии: ε = |T∆Smix/∆Hmix| [31]. Большое значение ε предполагает 
более высокую вероятность формирования однофазного неупорядоченного 
твердого раствора [31]. Параметром, который используют для предсказания типа 
кристаллической структуры (ОЦК или ГЦК) является концентрация валентных 
электронов (valence electron concentration, VEC). Guo и др., исследовав большое 
количество ВЭС, установили, что когда VEC сплава превышает 8, твердый раствор 
кристаллизуется в ГЦК структуре, если VEC меньше 6.87 – предпочтительной 
является ОЦК фаза [32]. Сосуществование фаз ГЦК и ОЦК наблюдается при 
значениях VEC от 6.87 до 8 [32].


ПОЛУХИН, ЭСТЕМИРОВА
Благодаря обширным исследованиям и систематизации накопленных знаний, свойства и характеристики ВЭС сведены к четырем основным эффектам 
[7]. Эффект высокой энтропии способствует образованию неупорядоченных 
твердых растворов в эквимолярных или почти эквимолярных мультикомпонентных сплавах (составах), а также позволяет преодолеть барьер несмешиваемости 
элементов. Эффект искажения решетки, вызванный большой разницей радиусов 
атомов, находящихся в эквивалентных позициях, приводит к сильным локальным 
искажениям решетки, что ведет к ряду следствий: микродеформации тормозят 
скольжение деформаций, что улучшает механические свойства; на искажениях 
увеличивается рассеяние фононов, что приводит к уменьшению тепловодности 
и электропроводности, энергия на поверхности зерен повышается за счет повышенной концентрации дефектов вблизи поверхности, что является важным 
фактором для усиления адсорбции, активации и конверсии молекул в электрокаталитических процессах [33]. Эффект замедленной диффузии возникает из-за 
разности конфигураций атомов, которая приводит к вариациям длин связей 
локального окружения и разнице потенциальной энергии в различных узлах 
кристаллической решетки. Стремясь занять атомные позиции с наименьшей 
потенциальной энергией, атомы попадают в ловушки, вследствие чего энергия 
активации диффузии в ВЭС выше, чем в одно- или двухкомпонентных сплавах. 
Помимо этого, элементы, имеющие различные скорости диффузии, конкурируют 
между собой, препятствуя фазовым превращениям, требующим скоординированной диффузии многих атомов [34]. Низкие значения коэффициентов диффузии 
атомов в ВЭС определяют медленный рост зерен [35] и обеспечивают стабильность 
фазового состояния. Этот эффект является благоприятным фактором для получения и сохранения нанокристаллического состояния [36]. «Коктейль»-эффект 
представляет собой синергетическую реакцию, возникающую из-за нескольких 
разнородных компонентов смеси, конечные свойства которой непредсказуемы 
и превосходят простую сумму свойств компонентов [37]. В некотором роде «коктейль»-эффект представляет собой совокупность трех первых эффектов: высокой 
энтропии, искажений решетки и замедленной диффузии, благодаря чему ВЭСы 
проявляют некоторые неожиданные свойства [38].
Наноразмерные ВЭCы сохраняют уникальные свойства макрокристаллических высокоэнтропийных сплавов [36, 39, 40] и показывают помимо этого ряд 
дополнительных преимуществ: увеличенная удельная площадь поверхности, 
более высокая поверхностная энергия и более сильные синергетические эффекты. В ряде случаев наноразмерные ВЭС демонстрируют улучшенные характеристики по сравнению с их макрокристаллическими аналогами. Например, 
в некоторых работах наблюдали более высокую температуру плавления [41] 
повышенную прочность [42], более высокую устойчивость к окислению [43].
2. ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ НАНОЧАСТИЦ (НЧ) ВЭМ
Основные стратегии синтеза наночастиц ВЭС можно разделить на две категории: первая категория использует стратегию «сверху вниз», для реализации 
которой используются объемные слитки или металлические мишени с необходимым фазовым и химическим составом (например, метод дуговой плавки, 
кристаллизация из расплава). Другая категория использует стратегию «снизу 


КОНТРОЛИРУЕМЫЙ СИНТЕЗ НАНОЧАСТИЦ...                    119
вверх», заключающуюся, в большинстве случаев, в восстановлении прекурсоров 
металлов (например, солей металлов). Примечательно, что существует разница 
в стратегиях синтеза обычных и наноразмерных ВЭСов. Крупнокристаллические 
ВЭСы в основном изготавливается с помощью нисходящей стратегии, такой как 
дуговая плавка [44, 45], механическое сплавление [46], магнетронное распыление 
[47], электрохимический метод [48]. Что касается синтеза наноразмерных ВЭС, то 
для их изготовления применяются как нисходящий, так и восходящий подходы. 
Нисходящие методы синтеза НЧ-ВЭС более просты в использовании и могут 
обеспечить высокую продуктивность. Однако полученные НЧ-ВЭС обычно 
имеют неравномерный гранулометрический состав и широкое распределение по 
размерам (0.5–20 мкм) [48]. Напротив, стратегия «снизу вверх» (гидротермальный 
синтез, быстрый пиролиз, «мокрая» химия, электроосаждение и др.) происходит в мягких условиях (< 200°C), что позволяет контролировать размер частиц 
(2–10 нм), но его выход все же остается далеким от массового производства [48].
Трудности синтеза наноструктурированных ВЭС включают следующие 
ключевые моменты: надежное регулирование термодинамических и кинетических факторов для гомогенного смешивания различных элементов с разными 
химическими и физическими свойствами (температура плавления, смешиваемость, потенциал восстановления); сложность контроля размера, состава, 
формы и фазовой структуры наночастиц из-за агрегации при повышенных 
температурах [49]. В настоящее время прилагаются большие усилия для создания новых методик создания НЧ-ВЭС и уже накоплен достаточно большой 
объём инновационных идей и разработок. Далее мы рассмотрим последние 
разработки технологий синтеза НЧ-ВЭС, которые включают усовершенствованные традиционные методы, а также некоторые новые стратегии синтеза НЧ.
3. ОПТИМИЗАЦИЯ ТРАДИЦИОННЫХ МЕТОДОВ ДЛЯ СИНТЕЗА НЧ-ВЭС
3.1. Нанокристаллизация металлических аморфных сплавов/стекол
Создание нанокристаллической структуры возможно через аморфный предшественник. В этом случае нанокристаллический материал производится в два 
этапа: 1) формирование аморфного состояния путем закалки жидкого сплава 
или прокаткой объемных кристаллических образцов; 2) частичная или полная 
кристаллизация аморфного сплава путем отжига. В зависимости от целевых 
свойств конечных ВЭС применяются различные режимы термической обработки. 
В случае магнитотвердых нанокристаллических материалов необходима полная 
[50] или почти полная [51] кристаллизация. Для конструкционных и магнитомягких нанокристаллических ВЭС оптимальные механические и магнитные 
свойства достигаются после частичной кристаллизации аморфных предшественников [52, 53], что означает, что они представляют собой двухфазные 
материалы, состоящие из кристаллических НЧ и аморфной матрицы [54, 55].
Li и др. получили полностью рекристаллизованный ультрамелкозернистый 
ВЭС Al0.1CrFeCoNi с обильными двойниками (49.9%) и множественными деформациями с помощью ступенчатой холодной прокатки слитка и последующим кратковременным отжигом при Т = 900оС в течение 1.5, 2.5, 5 и 30 мин 
[56]. Средний размер зерен составил 580 нм, 1.4 мкм, 2.5 мкм и 4.2 мкм, соответственно времени отжига. Исходный ВЭС был получен методом вакуумной 


ПОЛУХИН, ЭСТЕМИРОВА
индукционной левитационной плавки чистых металлов и обладал ГЦК-структурой. Было установлено, что двойники и микродеформации эффективно препятствовали скольжению дислокаций, что являлось причиной повышенной 
прочности и пластичности.
Группа Tripathy и др. получили исходный ВЭС AlCrFe2Ni2 методом дуговой плавки, 
а затем подвергли его холодной прокатке и дальнейшей термической обработке при 
800оС в течение часа [57]. Структура исходного слитка состояла из эвтектических 
мелких спинодальных областей с фазами ГЦК и ОЦК/B2 с пластинчатой морфологией. После прокатки материал имел ламмеллярную нанокристаллическую структуру, а после кратковременного отжига приобрел ультратонкую микродуплескную 
структуру с преимущественной ГЦК фазой и средним размером зерна 420 нм. Полученный ВЭС обладал повышенной прочностью на разрыв (1100 МПа) и высоким 
пределом текучести (∼880 МПа). Улучшение механических свойств авторы связали 
с ультрамелкозернистой морфологией микродуплекса и оптимальным балансом 
между мягкой ГЦК и жесткой B2 фазами.
Sun и др. изучили нанокристаллизацию аморфного многокомпонентного сплава Fe74.5Cu1Si13.5B9Al2 (Finemet) в процессе изотермического отжига при Т = 831 
К в течение 10, 30, 60 и 120 мин с последующей закалкой в воду [58]. Исходный 
аморфный ВЭС, был синтезирован методом дуговой плавки из высокочистых 
элементов, а затем подвергнут спиннингованию в атмосфере аргона со скоростью 
вращения диска около 50 м/с для получения лент. Кристаллизация аморфных лент 
происходила в две стадии, которые сопровождались эндотермическими эффектами. 
Конечный материал представлял собой НЧ (30 нм) с ОЦК-структурой (α-Fe(Si)) 
и небольшого количества НЧ Fe2B, которые были включены в аморфную матрицу. 
Испытания показали, что отожжённый аморфно-нанокристаллический сплав имел 
повышенные показатели твердости и модуля Юнга [58].
3.2. Печной пиролиз
Традиционный метод пиролиза в пиролизных печах широко используется 
для получения НЧ металлов, благодаря простоте оборудования с большим выходом конечного продукта. Схема синтеза включает импрегнирование зернистых 
подложек (корунд, углеродные материалы) солями металлов и термическое 
разложение их в трубчатой печи.
Биметаллические катализаторы чаще всего синтезируют в реакторе, вводя 
подложку с прекурсорами в горячую зону реактора (пиролиз в неподвижном 
слое). Однако подобный синтез катализаторов на основе ВЭС может быть 
применим только при тщательном подборе компонентов, поскольку разница 
Рис. 1. Принципиальная схема экспериментальной установки ПБДС для синтеза НЧВЭС [59].


КОНТРОЛИРУЕМЫЙ СИНТЕЗ НАНОЧАСТИЦ...                    121
в восстановительных потенциалах может привести к фазовому расслоению. 
Учитывая это, Li с сотрудниками [56] успешно выполнили синтез НЧ-ВЭС 
CoCrFeMnNi методом пиролиза нитратов металлов на активированном угле 
при Т = 1273 К в течение 3 ч. Однофазный ВЭС CoCrFeMnNi кристаллизовался в ГЦК-фазе, имел развитую макропористую структуру с большой удельной 
поверхностью; средний размер кристаллитов не превышал 89 нм. Полученный 
катализатор показал отличные каталитические характеристики, сравнимые 
с катализаторами из благородных металлов.
Gao c коллегами [59] разработали простую стратегию пиролиза в быстро движущемся слое (Fast Moving Bed Pyrolysis, FMBP) для синтеза катализаторов ВЭС, 
содержащих до 10 металлов (Mn, Co, Ni, Cu, Rh, Pd, Sn, Ir, Pt и Au). В качестве 
подложек они использовали углеродную сажу, оксид графена, γ-Al2O3 и цеолит 
(пермутит) (рис. 1). Реакция восстановления проходила при температуре 923 
К в течение 5 с. Сплавы представляли собой нанодисперсные ГЦК-ВЭС с узким 
распределением частиц (около 2 нм). Испытания показали, что пятикомпонентный (FeCoPdIrPt) НЧ-ВЭС обладает высокой активностью (в 26 раз выше, чем 
у коммерческого Pt/C), и исключительной стабильностью (150 ч) при каталитическом расщеплении воды и выделении водорода.
3.3. Метод жидкофазной импульсной лазерной абляции
Метод лазерной абляции использует нисходящую стратегию получения наноразмерных материалов и заключается в облучении и абляции импульсным лазером 
высокой мощности металлической мишени в жидкой среде. В процессе облучения 
мишень нагревается, плавится и испаряется. При этом формируются наночастицы 
диспергированные в жидкой среде изучен [60, 61]. В зависимости от мощности лазера этот метод может обеспечить получение материала со скоростью примерно 1 г 
в минуту. Этот метод начал использоваться с начала 90-х годов и оказался полезен 
Рис. 2. Схема процесса лазерной абляции металлов в жидкости для получения НЧВЭС: 1 – емкость с образцом; 2 – металл; 3 – растворитель; 4 – фиксирующий пинцет; 
5 – линза; 6 – лазерный луч [63].


Доступ онлайн
3 585 ₽
В корзину