АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 УГЛЕРОДНОЕ ВОЛОКНО И УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР) 6
1.1 Основные сведения об углеродных волокнах 6
1.1.3 Области применения углеродных волокон 11
1.2 Основные сведения об углеродных нанотрубках 12
1.2.1 Структура углеродных нанотрубок 13
1.2.2 Свойства углеродных нанотрубок 20
1.2.3 Области применения УНТ 21
1.3 Методы получения УНТ 24
1.3.1 Дуговой способ 25
1.3.2 Лазерное испарение графита 27
1.3.3 Пиролитическое газофазное осаждение 28
1.5 Углеродные нанотрубки на поверхности углеродного волокна 32
2 СИНТЕЗ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК НА ПОВЕРХНОСТИ
УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНА (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ) 44
2.1 Объекты исследования 44
2.2 Метод получения углеродных нанотрубок на поверхности 44
углеродного волокна 44
2.2.1 Формирование каталитических пленок-прекурсоров 45
2.2.2 Получение углеродных нанотрубок пиролизом ацетилена 45
2.3 Методы экспериментального исследования морфологии
модифицированной поверхности углеродного волокна 46
2.3.1 Контроль выхода углеродных нанотрубок на поверхности углеродного
волокна методом взвешивания синтезированных образцов 46
2.3.2 Метод растровой электронной микроскопии (РЭМ) 47
2.4 Экспериментальные данные и обсуждение 48
3 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 66
4 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 69
5.1 Мероприятия по обеспечению безопасных условий труда 69
5.1.1 Вредные вещества 69
5.1.2 Микроклимат помещения 70
5.1.3 Вентиляция 71
5.1.4 Электробезопасность 71
5.1.5 Шумовое воздействие 72
5.1.6 Пожарная безопасность 72
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 74
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 75
Армированные волокном полимерные композиты в течении последних десятилетий используются в качестве жизнеспособных основных несущих конструкций в облегченных структурах, особенно в аэрокосмической промышленности [1]. Благодаря превосходным механическим свойствам и низкой плотности, углеродные волокна (УВ) широко используются в качестве наполнителя композитов для улучшения прочности, удельной жесткости и усталостных характеристик полимерных композиционных материалов [1].
Современные разработки высокопрочных и высокожестких углеродных волокон позволили создать новый класс композитов с высокими теплопрочностными и физико-механическими свойствами - углерод-углеродные композиционные материалы (УУКМ). После того, как было обнаружено, что превосходные свойства углеродных нанотрубок (УНТ) могут улучшить характеристики подобных композитов, было предпринято много усилий для синтеза конкретных структурных или размерных УНТ на углеродном материале.
Несмотря на то, что в наши дни существует множество литературных источников, посвященных методам выращивания нанотруктур на УВ [15, 19, 20, 21, 22], влиянию температурного режима [17, 26, 28], реакционной смеси [27, 28], физико-химическим характеристикам полученных материалов [16, 17, 18, 19, 23], вопрос о влиянии условий проведения синтеза, таких как изменение расхода реакционной смеси еще не достаточно изучен.
Данная научно-исследовательская работа посвящена исследованию влияния подачи реакционного газа ацетилена в реактор на синтез углеродных нанотрубок на поверхности углеродного волокна посредством пиролиза ацетилена. Выбор данного метода синтеза обусловлен возможностью регулировки параметров процесса и меньшей стоимостью относительно других методов.
Цель работы - исследование влияния параметров реакционного режима выращивания углеродных нанотрубок на поверхности углеродного волокна, а именно влияние изменения расхода ацетилена на морфологию и выход нолуче'нных материалов.
Задачи:
1 Выполнить обзор литературных данных об углеродных волокнах и углеродных нанотрубках, их применении и технологии получения, а также о методах выращивания УНТ на УВ;
2 Получить (нанести) каталитическое покрытие на поверхность углеродных волокон;
3 Провести синтез углеродных нанотрубок на поверхности углеродных волокон пиролизом ацетилена;
4 Изучить морфологию образцов, полученных при различных расходах ацетилена, используя метод РЭМ и метод взвешивания.
В результате проведенного исследования.
1. изучены литературные данные о структуре и свойствах УНТ, методах синтеза и влиянии параметров процесса модификации углеродных волокон углеродными нанотрубками.
2. Получено каталитическое покрытие на основе оксида никеля, нанесенное на углеродные волокна. прекурсор катализатора
3. Получены образцы УНТ, выращенные на поверхности УВ каталитическим пиролизом ацетилена;
4. Изучены количество, состав и морфология полученных на волокне УНТ методами растровой сканирующей микроскопии и весовым анализом.
