عضویت العربیة
سه‌شنبه، 11 شهريور 1393 (سال اقتصاد و فرهنگ با عزم ملی و مدیریت جهادی)
امام علی علیه السلام فرمودند: خردمندترین مردم کسی است که به عواقب و فرجام کار بیشتر بنگرد. غرر الحکم، ج 2، ص 484
مسیر جاری : صفحه اصلی/انجمن ها/علم و دانش/نانو تکنولوژی

روش سایش لیزری

روش سایش لیزری
سه شنبه 3 اسفند 1389  2:25 PM

روش‌های تولید نانولوله‌های کربنی؛


روش سایش لیزری

در سال 1996، گروه اسمایلی از دانشگاه رایس، سنتز نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره با بازدهی بیش از 70% را به وسیله روش تبخیر لیزری میله‌های گرافیتی با مقدار کم نیکل و کبالت (به عنوان کاتالیست) در 1200 درجه سانتی گراد گزارش دادند.

 


دستگاه مورد استفاده توسط گروه اسمایلی در شکل 2 نشان داده شده است. در این دستگاه یک پرتو لیزر ضربانی یا پیوسته ، به نمونه گرافیتی که شامل نیم درصد اتمی نیکل و کبالت به عنوان کاتالیزور است، تابیده می‌شود تا آن را تبخیر کرده و سبب جدا شدن خوشه‌های کربنی از آن گردد. تفاوت اصلی لیزر ضربانی و پیوسته این است که لیزر ضربانی شدت نور بسیار بالاتری دارد (kw/cm2 100 در مقایسه با kw/cm2 12). کوره با گازهای بی‌اثر نظیر هلیم یا آرگون پُر شده و فشار آن نیز روی Torr 500 نگه داشته شده است. جریان آرگون یا هلیم در رآکتور که به وسیله کوره تا 1200 درجه سانتیگراد گرم شده است، بخار را حمل کرده و هسته‌های نانولوله کربنی را ایجاد می‌کند که به رشد خود ادامه می‌دهند. نانولوله‌ها بر روی دیواره‌های سردتر لوله‌ کوارتز، در پایین کوره، رسوب می‌کنند. در این فرایند درصد بالایی نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره (حدود 70 درصد) تولید شده و بقیه ذرات، کاتالیست و دوده می‌باشند. هم‌چنین هنگام سرد شدن بخارات، مولکول‌ها و اتم‌های کوچک کربن ممکن است با یکدیگر متراکم شده و تبدیل به خوشه‌های بزرگتری شوند، بنابراین ممکن است ترکیبات
فولرن‌ها نیز مشاهده گردد. این اتفاق بیشتر زمانی می‌افتد که نمونه گرافیتی فاقد کاتالیست باشد، چرا که کاتالیست به خوشه‌های کربنی متصل شده و مانع از بسته شدن ساختارهای قفسی می‌گردد.

 


مشابه فرایند قوس الکتریکی، الکترود گرافیتی خالص منجر به سنتز نانولوله‌های چنددیواره می‌گردد، اما برای سنتز نانولوله‌های تک دیواره بایستی گرافیت با فلزاتی نظیر Co، Ni، Fe و Y مخلوط گردد. نانولوله‌های تولید شده به روش سایش لیزری نسبت به روش قوس الکتریکی خالص می‌باشند (با درجه خلوص بالای 90%). مخلوط کاتالیستی Ni/Y (Ni/Y به نسبت 4.2 به 1) بهترین بازده را می‌دهد.

تحقیقات اخیر نشان داده که لیزر با پالس‌های بسیار سریع می‌تواند برای تولید مقادیر زیاد نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره، به کار رود. البته به طور کلی روش سایش لیزری از لحاظ اقتصادی، روش مقرون به صرفه‌ای نیست، چرا که این عملیات نیازمند میله‌های گرافیتی با خلوص بالا و لیزر با توان بالاست. هم‌چنین سرعت تولید این روش نسبت به روش‌های دیگر، کمتر است.
 

bmasoudd

bmasoudd
کاربر برنزی
تاریخ عضویت : بهمن 1389 
تعداد پست ها : 621

دسترسی سریع به انجمن ها