Syntéza v plynné fázi s kondenzací par nebo metoda odpařování a kondenzace ( anglicky gas -phase Syntéza s kondenzací par nebo metoda evaporation-condensation method ) je metoda pro získání nanoprášků kovů , slitin nebo sloučenin kondenzací jejich par při kontrolované teplotě v atmosféře. nízkotlakého inertního plynu .
Na rozdíl od vypařování ve vakuu ztrácejí atomy látky vypařované v řídké inertní atmosféře rychleji kinetickou energii díky srážkám s atomy plynu a tvoří shluky . Kov se odpařuje z kelímku nebo je zaváděn do ohřívací a odpařovací zóny ve formě drátu, vstřikovaného kovového prášku nebo v proudu kapaliny. Používá se také naprašování kovů svazkem argonových iontů . Energie je dodávána přímým ohřevem, průchodem elektrického proudu drátem, elektrickým obloukovým výbojem v plazmě , indukčním ohřevem vysokofrekvenčními a ultravysokofrekvenčními proudy , laserovým zářením a ohřevem elektronovým paprskem .
Ke kondenzaci směsi plyn-pára o teplotách do 5000–10000 K může dojít, když vstoupí do komory s velkým průřezem a objemem naplněné studeným inertním plynem; v tomto případě dochází k ochlazení v důsledku expanze plynné směsi a v důsledku kontaktu se studenou inertní atmosférou. Existují zařízení, ve kterých dva proudy koaxiálně vstupují do kondenzační komory: směs páry a plynu je přiváděna podél osy a prstencový proud studeného inertního plynu vstupuje podél jejího obvodu. V důsledku turbulentního míchání se teplota kovové páry snižuje, zvyšuje se přesycení a dochází k rychlé kondenzaci.
Příznivé podmínky pro kondenzaci kovových par se vytvářejí při adiabatické expanzi v Lavalově trysce , kdy v důsledku rychlé expanze vzniká vysoký teplotní gradient a ke kondenzaci par dochází téměř okamžitě.
Samostatným úkolem je shromáždit nanoprášek získaný kondenzací, protože jeho částice jsou tak malé, že jsou v neustálém Brownově pohybu a zůstávají zavěšeny v pohybujícím se plynu, aniž by se usazovaly působením gravitace. Pro sběr výsledných prášků se používají speciální filtry a odstředivá sedimentace; v některých případech se používá zachycování tekutým filmem.
Hlavní zákonitosti tvorby nanočástic vypařováním a kondenzací jsou následující:
Za stejných podmínek vypařování a kondenzace tvoří kovy s vyšším bodem tání menší částice. Úpravou složení plynné fáze obsahující kromě inertního plynu dva nebo více prvků je možné pěstovat malé částice sloučenin různých tvarů s různým stupněm krystalinity.