Создание средств измерений и методик выполнения измерений геометрических размеров наночастиц монодисперсных фракций в процессе их получения

ФГУП «Центр Келдыша» совместно с  ИМЕТ РАН  разработаны методы экспресс-измерений геометрических параметров наночастиц монодисперсных фракций.

Основой метода экспресс-измерений геометрических параметров наночастиц монодисперсных фракций послужила совокупность двух уже известных методов: метода лазерной дифракции света и метода динамического рассеяния света.

Реализация метода экспресс-измерений геометрических параметров наночастиц стала возможной при использовании двух приборов, основанных на вышеуказанных методах: дифрактометра Mastersizer 2000 и системы характеризации частиц Zetasizer Nano ZS. Анализ результатов измерений на двух приборах сводится к единому совокупному результату, учитывающему погрешности этих двух приборов.

Разработаны методы калибровки образцов. Под калибровкой образцов понимается разделение образцов нанопорошка оксида алюминия на фракции (диапазоны) по размерам. Разделение нанопорошка на фракции – составная часть получения монодисперсных фракций. Полученные фракции оксида алюминия являются основой для создания соответствующих стандартных образцов.

Подготовлен и подписан договор с ВНИИМ им. Менделеева на проведение метрологических работ, в том числе на аттестацию полученных образцов оксида алюминия в качестве государственных стандартных образцов.

Результаты проекта
Получен нанопорошок Al₂O₃, измерение геометрических параметров, создание государственного стандартного образца.
Характеристика наноматериала – нанопорошок Al₂O₃ (20-150 нм), растворенный в жидкости (вода, спирт, слабый р-р HCl), получен плазмохимическим методов, разделен в процессе сепарации методом центрифугирования
Способы применения – калибровка анализаторов размера частиц.
Изделия, в которых используются данные нанотехнологии / которые изготавливают из указанных наноматериалов – получение твердых сплавов методом порошковой металлургии

Были проведены измерения геометрических параметров нанопорошка Al₂O₃ нанесенного на отполированные подложки латуни и стали, а также на подложку из графита на растровом электронном микроскопе FEI Quanta 600 для сравнения результатов измерений методом экспресс-измерений геометрических параметров наночастиц на дифрактометре Mastersizer 2000 и системе характеризации частиц Zetasizer Nano ZS. Задачей было получить изображение, где частицы порошка были бы полностью просматриваемы для определения их среднего размера.

После обработки полученных результатов аналитическим методом средний размер наночастиц при измерении на растровом электронном микроскопе FEI Quanta 600 и методом экспресс-измерений  отличается примерно на 20 нм.

ФГУП Центр Келдыша