Работа установок основана на испарении мишени необходимого химического состава с помощью мощного лазера и на последующей конденсации паров в потоке буферного газа. Для испарения мишеней могут быть использованы имеющиеся в лаборатории импульсно-периодический CO₂ лазер «ЛАЭРТ» (λ = 10,6 мкм) или непрерывный волоконный иттербиевый лазер ЛС-07Н (λ = 10,6 мкм) производства ООО НТО «ИРЭ-Полюс».

Лазерный комплекс для получения наноразмерных порошков

Установки включают в себя следующие основные устройства:

1. испарительная камера с оптикой для ввода и фокусировки лазерного излучения и с механическим приводом для передвижения мишени в горизонтальных и вертикальных направлениях;
2. циклон для улавливания из потока газа осколков мишени и капель разбрызганного расплава микронных размеров;
3. электрофильтр или рукавный фильтр для улавливания и сбора наночастиц;
4. устройство для прокачки буферного газа;
5. фильтры для улавливания пыли на входе в установку и финальной очистки газа на выходе.

Основные технические характеристики:

1. Буферный газ – воздух, N₂, Ar, He;
2. Давление буферного газа в испарительной камере — атмосферное;
3. Объёмный расход буферного газа – 5-6 м³/час;
4. Производительность и энергозатраты получения нанопорошка зависит от оптических и теплофизических свойств испаряемого материала и энергетических параметров лазера. Для различных оксидов при средней мощности лазерного излучения 300-600 Вт они могут, соответственно, составлять 3-300 г/час и 2-100 (Вт·час/г).

Преимущества:

1. Слабая агломерация и высокая однородность состава частиц в нанопорошке;
2. Наночастицы имеют почти сферическую форму или правильную огранку;
3. Возможность получения нанопорошков сложных оксидов путём испарения механической смеси простых оксидов, при этом образование сложного оксида происходит прямо в процессе формирования наночастиц в лазерном факеле;
4. Возможность выбора длины волны лазерного излучения (10,6 мкм или 1,07 мкм) в целях повышения производительности получения нанопорошка и улучшения его свойств.