Только Word
Введение 3
Глава 1. Литературный обзор 7
1.1 Краткие сведения 7
1.1.1 История открытия фуллеренов 7
1.1.2 Физические свойства и химия фуллеренов 8
1.1.3 Применение фуллеренов 12
1.2 Методы синтеза фуллеренов 14
1.2.1 Лазерное испарение графита 14
1.2.2 Термическое испарение графита 15
1.2.3 Дуговой контактный разряд 16
1.2.4 Электродуговой метод 17
Глава 2. Экспериментальная часть 20
2.1. Описание рабочей установки 20
2.2 ВАХ в зависимости от давления в камере и частоты тока разряда 22
Заключение 33
Список используемой литературы 34
Одним из наиболее замечательных достижений науки прошлого века является открытие фуллеренов, удостоенное Нобелевской премии по химии в 1996 году, которую получили Гарольд Крото (Великобритания), Роберт Керл и Ричард Смолли (США).
Фуллерены - это класс углеродных молекулярных кристаллов, представляющий собой новую аллотропную модификацию углерода. Необычная структура молекул фуллерена, а именно наличие в них оси пятого порядка, свойственное скорее органическим объектам, чем неорганическим соединениям и чистым элементам, а также ряд неожиданных физических и химических свойств фуллеренов, сразу привлекли к ним внимание исследователей. Особое место в семействе Сn занимает фуллерен С60, наиболее химически устойчивый, и, как следствие, более изученный. В молекуле С60 углеродные атомы распределены правильным образом по поверхности полой сферы, молекула при этом имеет икосаэдрическую симметрию. С особенностями этого сложного объекта связаны многие замечательные свойства С60, и процессы, происходящие в этом материале, такие, например, как ориентационное упорядочение, двух и трехмерная полимеризация фуллерена, механизмы, которых также продиктованы симметрией молекулы. Рекордная твердость, высокая пластичность фуллеренов и продуктов их термобарической обработки – трехмерно полимеризованного фуллерена, возможность получения эндофуллеренов, высокотемпературная сверхпроводимость в легированных щелочными металлами фуллеренах, возможность получения органических ферромагнетиков на основе С60, как и недавно обнаруженное магнитное упорядочение в ромбоэдрической полимеризованной фазе С60 - эти и многие другие свойства указывают на перспективы широкого практического применения представителей отряда Сn в различных отраслях техники, в электронике, медицине.
Однако вопреки вышесказанному, применение фуллеренов сдерживается их высокой стоимостью, которая складывается из трудоемкости получения фуллереновой смеси и из выделения из нее отдельных компонентов. Соответственно нужен высокоэффективный синтез фуллеренов.
Цели и задачи:
В связи с вышеизложенным, цель дипломной работы - исследовать динамические вольтамперные характеристики фуллереновой дуги в зависимости от давления гелия в камере и величины тока дуги.
В соответствии с целью исследования были поставлены следующие задачи:
1. В процессе синтеза фуллеренов измерить напряжение на дуге и ток, протекающий через неё. Измерения провести при разном токе дуги и давлении газа в камере.
2. По измеренным напряжениям и токам построить вольтамперные характеристики (ВАХ) дуги. Проанализировать полученные вольтамперные характеристики.
Практическая ценность работы:
Поиск высокоэффективного синтеза фуллеренов, в процессе исследования влияния параметров дуги. Определено влияние электрических параметров дуги и давления гелия в камере на процентный выход фуллеренов.
Структура диплома
Диплом состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы.
Исследование динамических ВАХ фуллереновой дуги позволило установить, что сопротивление плазмы уменьшается с уменьшением давления. В среднем сопротивление плазмы равно 0,3 Ом. Однако с увеличением давления оно растет до некоторого предела, пока зазор между торцами стержней не установятся на расстоянии нескольких нанометров. В этом случае сопротивление падает до 0,03 Ом. Также сопротивление плазмы реагирует и на изменение величины тока в дуге, при увеличении тока в дуге сопротивление плазмы в среднем тоже растёт, это хорошо отслеживается при давлении гелия в камере 1 атм. изменения происходят в пределах от 0,22 до 0,31 Ом.
