1. ما هي المادة المعدنية النانوية؟
المعادن النانوية المسامية (NPM) هي فئة من المواد المعدنية ذات أربطة مترابطة (انحناء موجب) وقنوات نانوية مسامية (انحناء سالب)، لا تقل مساميتها عن 50%، وتساهم مسامها دون الميكرون (بما في ذلك المسام الدقيقة والمتوسطة والكبيرة بأقطار تتراوح بين 50 و1000 نانومتر) بشكل كبير في المساحة السطحية النوعية للرغوة. كما هو موضح في الشكل 1، يجب أن يكون حجم المسام نانومترًا!
تصنيف المواد المسامية ذات الأحجام المختلفة (من اليسار إلى اليمين، تزايد الحجم)
بشكل عام، يتم تحضير المعادن النانوية المسامية بشكل رئيسي من خلال إزالة التآكل الكيميائي الحر من أعلى إلى أسفل وإزالة التآكل الكهروكيميائي، ويمكن أيضًا تحضيرها من أسفل إلى أعلى باستخدام طريقة القالب. نتحدث هنا بشكل رئيسي عن طريقة تحضير إزالة التآكل لتحضير المعادن المسامية. بالنسبة لبعض العناصر الشائعة الاستخدام وإزالة التآكل، يجب أن يستوفي المكونان/المكونات المتعددة المستخدمة لإزالة التآكل الشروط التالية: 1. يجب أن يكون جهد التوازن بين المكونات مختلفًا تمامًا؛ 2. نسبة محتوى المكونات لها حد أدنى؛ 3. يمكن تكوين طور محلول صلب واحد.
الجدول الدوري للعناصر وفقًا للاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية، والمربعات الحمراء والزرقاء تُستخدم عادةً كعناصر معدنية منزوعة الترابط.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يكون توزيع المعادن النانوية المسامية متجانسًا أو غير متجانس، وكلاهما موجود في معظم الحالات. في الوقت نفسه، يعتمد التوجه البلوري وعيوب البلورات في المعادن النانوية المسامية على البنية الدقيقة لسلائف السبائك وعملية إزالة الترابط. بفضل بنيتها الدقيقة الفريدة، يمكن للمعادن النانوية المسامية أن تُظهر في آنٍ واحد خصائص المعادن والمواد النانوية، وترتبط بنيتها ارتباطًا وثيقًا بالخصائص الكهربائية والمغناطيسية والبصرية والميكانيكية والتحفيزية والكهربائية.
أ) المجهر الإلكتروني النافذ لـ np-AuAg، ب) نموذج إعادة البناء ثلاثي الأبعاد
2. الخصائص المجهرية للمعادن النانوية؟
من الناحية النظرية، قد تكون واحدة أو أكثر من الآليات الثلاث التالية فعالة عندما يذوب المعدن بشكل تفضيلي.
(1) يتم تأين كلا المعدنين، ثم يتم إعادة ترسيب المعدن الثمين؛
(2) يتم تأين المعدن الأساسي فقط ويدخل المحلول، بينما تتجمع ذرات المعدن النبيل عن طريق الانتشار السطحي؛
(3) يتأين المعدن الأساسي فقط ويدخل المحلول، وتتحرك ذرات المعدنين في الطور الصلب عن طريق الانتشار الشامل.
وقت النشر: ١٤ فبراير ٢٠٢٢
