Плановый эксперимент по ультра малоугловому рассеянию нейтронов на аэрогелях наноструктурированного оксогидроксида алюминия
Вторник, 28 августа 2018В июне 2018 года при участии научного сотрудника ОИКС НИЦ «Курчатовский институт» – ПИЯФ Г.П. Копицы, был проведен плановый эксперимент по изучению структуры 1D аэрогелей наноструктурированного оксигидроксида алюминия (НОА) методом ультра малоуглового рассеяния нейтронов на малоугловом дифрактометре высокого разрешения KWS-3 (реактор FRM-II, Гархинг, Германия). В измерениях также принимали участие Х.Э. Ёров и Т.О. Шекунова (Институт Общей и Неорганической Химии им. Н.С. Курнакова РАН, Москва).
То, что окисление металлического Al на воздухе в присутствии Hg приводит к образованию рыхлых оксидов, известно давно. Продуктом такого окисления является наноструктурированный оксогидроксид алюминия, характеризующийся волокнистой структурой и крайне низкой плотностью, что позволяет отнести его к аэрогелям на основе одномерных структур. К настоящему времени разработаны различные методы синтеза НАО с использованием сплавов Al-Hg, Al-Ga, Al-Bi и жидкого Al, однако, механизм формирования фибрилл НОА при селективном окислении Al на поверхности жидкометаллической фазы до сих пор остается совершенно неизученным. Для его корректного описания, а также для выявления особенностей структурных изменений, происходящих при термической обработке НОА, необходима детальная информация о структуре данных материалов в широком диапазоне масштабов.
Целью эксперимента являлось изучение морфологии, в том числе структурной анизотропии, монолитных 1D аэрогелей НОА, полученных с использованием сплавов Al-Hg, Al-Ga, Al-Bi, а также продуктов их термической обработки при 400 ÷ 1150°С. Измерения проводились в двух положениях образцов относительно направления падающего пучка нейтронов: вдоль и перпендикулярно поверхности роста НОА. В ходе эксперимента установлено, что на масштабе от 30 нм до 3 мкм структура 1D аэрогелей НОА может быть описана в рамках двухуровневой модели, включающей в себя фибриллы, которые, в свою очередь, объединены в крупномасштабные агрегаты. Кроме того, обнаружено, что фибриллы НОА растут перпендикулярно поверхности жидкометаллической фазы, а также структурируются по типу ближнего порядка.
Более подробная информация доступна по адресу: https://oiks.pnpi.spb.ru/news/planovyj-eksperiment-po-ultra-malouglovomu-rasseya
