Al/DIATOMITE BASED COMPOSITE MATERIALS

Аннотация

Углеродные нанотрубки (УНТ) привлекли значительное внимание при изготовлении нанокомпозитных материалов с металлическими частицами для улучшения химических, физических и механических свойств конечных продуктов.

Нанокомпозит - это материал, в котором матрица содержит армирующие материалы, имеющие по крайней мере один размер в наномасштабе (<100 нм), при этом небольшой размер обеспечивает некоторый уровень контролируемых характеристик, которые, как ожидается, будут лучше, чем в обычных композитах

В частности, интерес к алюминиевым композитам, армированным УНТ, значительно вырос из-за их низкой плотности и высокой удельной жесткости. Общая цель различных исследовательских групп - создание композитов с улучшенными механическими свойствами. Многие исследователи изучали композиты с металлической матрицей, армированной УНТ, с добавлением УНТ к металлу, используемому для улучшения механических и физических свойств с помощью процесса механического легирования.

В настоящее время композитные материалы на основе УНТ/ДИАТОМИТ, получены методом химического осаждения из паровой фазы в лаборатории синтеза углеродных наноматериалов в пламени Института проблем горения (Алматы, Казахстан).

Для установления полной информации о структуре получаемых композитных материалов на основе УНТ/ДИАТОМИТ проведены исследования сканирующим электронным микроскопом (СЭМ), методом спектроскопии комбинационного рассеяния.

Из СЭМ изображении очевидно, что синтезированные многостенные углеродные нанотрубки при высоких температурах (700, 750 и 800 °C) одинаковы для всех концентраций. Диаметр полученных нанотрубок находится в диапазоне от 46,6 до 202,3 нм.

Анализ результатов спектров комбинационного рассеяния света показывает, что, в сильно неупорядоченных углеродных материалах соотношение I(D)/I(G) как правило меньше единицы. С увеличением упорядоченности структуры это соотношение растет до момента достижения размеров упорядоченных областей ~10-20 нм,

В случае более упорядоченных структур, с размерами более 10-20 нм, повышение упорядоченности характеризуется уменьшением соотношения I(D)/I(G). Наиболее четко эта закономерность проявляется для образцов с концентрацией катализатора 1,5 М: до температуры 750 ℃ наблюдается рост I(D)/I(G) одновременно с уменьшением ширины пиков D и G (FWHM) (повышение кристалличности), а при температуре 800 ℃ значение данного соотношения начинает уменьшаться.

Таким образом, можно предположить, что в области температур 700-750 ℃ размеры упорядоченных кристаллических структур достигают 10-20 нм и продолжают расти при дальнейшем повышении температуры синтеза.

Соотношение интенсивностей I(G)/I(2D) характеризует дальний порядок структуры. Сокращение данного параметра с увеличением температуры говорит о повышении качества УНТ.