Фізичні аспекти диспергування вуглецю в термовакуумній установці

  • В. О. Кутовий Національний науковий центр "Харківський фізико-технічний інститут"
  • Д. Г. Малихін Національний науковий центр "Харківський фізико-технічний інститут"
  • О. С. Кальчеко Національний науковий центр "Харківський фізико-технічний інститут"
  • Р. Л. Василенко Національний науковий центр "Харківський фізико-технічний інститут"

Анотація

На підставі об'єднання процесу вакуумування і швидкісного термічного нагрівання здійснена науково-технічна розробка екологічно чистого, високопродуктивного термовакуумного методу безперервного виробництва нанодисперсного вуглецю. Проведено аналіз фізичних процесів, які в термовакуумній установці впливають на вуглецевий матеріал - крупнодисперсний порошок графіту марки С1. При дослідженні структурного складу графіту в початковому стані і обробленого в термовакуумній установці використаний рентгеноструктурний аналіз та електронна мікроскопія.

            Результати рентгеноструктурного аналізу показали, що вихідний графіт марки С1 має дві відомі структурні модифікації: гексагональну з періодами решітки a = 0.2461 ± 0.0002, c = 0.6705 ± 0.0007 нм і ромбоедричну з вмістом близько 30% - з періодами: a = 0.2461 ± 0.0001 і c = 1.003 ± 0.0002 нм (полуторний період основної структури  графіту). У графіті, обробленому в термовакуумній установці, додатково виявлено зверхструктурну ромбоедричну фазу - близько відсотка або часток відсотка - з періодами: a = 0.492 ± 0.0001 і c = 1.003 ± 0.0002 нм. Приблизно в такій же кількості виявлена також фаза з моноклінною структурою з параметрами: a = 0.6075 ± 0.0001, b = 0.4477 ± 0.0002, c = 0.4913 ± 0.0003 нм; β = 99.6 ± 0.1°. Результати аналізу і розрахунків у цілому узгоджуються з ПЕМ-знімками оберненої решітки обробленого графіту. В результаті показано, що на вуглець у термовакуумній установці комплексно впливають теплові, деформаційні, іонізаційні ефекти, що дозволяє значно пришвидчити процес отримання нанодисперсного вуглецевого матеріалу з новими фізико-хімічними і механічними властивостями. Отримані результати можуть знайти широке застосування для промислового виробництва нанодисперсних матеріалів.

Посилання

Shishkov N.I., Oparin S.A., Soroka P.I., Zrazhevskij V.I. Issledovanie sovmeshhennyx processov izmelcheniya i sushki v melnice udarnootrazhatelnogo dejstviya. Nauka і osvіta. 2002: 49. [in Russian].

Oparin S.A., Soroka P.G. Sovmeshhennyj process tonkogo izmelcheniya i sushki rastitelnyx otxodov. Nakovі procі odeskoї nac. akademії xarchovix texnologіj. 2014. 45(3): 4. [in Russian].

Oparin S.A., Leshhenko E.V., Soroka P.I. Raschet texnologicheskix parametrov processa izmelcheniya v melnice udarno-otrazhatelnogo dejstviya. Naukovі pracі onaxt. 2010. 37. 118. [in Russian].

Mixajlenko A.V., Smyk S.Yu., Kunickij Yu.A.. Uglerodnye nanostruktury: topologiya, poluchenie, svojstva. Poverxnost. 2011. 3(18): 50. [in Russian].

Brichka S.Ya. Prirodnye alyumosilikatnye nanotrubki: struktura i svojstva. Nanostrukturnoe materialovedenie. 2009. 2: 40. [in Russian].

Zhang. Q, Yoon S.F., Ahn J and others. Carbon films with high density nanotubes produced using microwave plasma assisted CVD. Journal of Physics and Chemistry of Solids. 2000. 61(7): 1179. https://doi.org/10.1016/S0022-3697(99)00383-2

Woo Y.S., Lee N.S., Han D.Y and others. In situ diagnosis of chemical species for the growth of carbon nanjtubes in microwawe plasmaenchanced chemical vapor deposition. Diamond and Related Materials. 2002. 11: 59. https://doi.org/10.1016/S0925-9635(01)00519-2

Pat. 81138 Ukraїna. mpk f26b9/06. Pristrіj dlya termovakuumnogo sushіnnya / Kutovij v.o. - №a200507488; zayavl. 27.07.2005; opubl. 10.12.07. 20: 5. [in Ukrainain].

Isachenko V.I., Osipova V.A., Sukomel A.S. Teploperedacha. M: Energoizdat. 1981: 417. [in Russian].

Bulanov. N.V. Vzryvnoe vskipanie dispergirovannyx zhidkostej. Ekaterinburg. 2011: 232. [in Russian].

Landau L.D., Lifshic E.D. Gidrodinamika. M: Fizmatlit. 2001: 736. [in Russian].

Sysoev N.N., Shugaev F.V. Udarnye volny v gazax i kondensirovannyx sredax. M: Universitet. 1987: 133. [in Russian].

Zeldovich Ya.B., Rajzner Yu.P. Fizika udarnyx voln i vysokotemperaturnyx gidrodinamicheskix yavlenij. M: Nauka. 1966; 686. [in Russian].

Lukyanov A. B. Fizicheskaya i kolloidnaya Chimiya. M: Chimiya. 1988: 288. [in Russian].

Naumenko I.A., Petrovskij I.G. Udarnaya volna atomnogo vzryva. M: Voenizdat. 1956: 160. [in Russian].

Опубліковано
2019-10-30
Як цитувати
Кутовий, В. О., Малихін, Д. Г., Кальчеко, О. С., & Василенко, Р. Л. (2019). Фізичні аспекти диспергування вуглецю в термовакуумній установці. Поверхня, (11(26), 508-520. https://doi.org/10.15407/Surface.2019.11.508
Розділ
Наноматеріали і нанотехнології