Исследование графитовой фольги, полученной прессованием

Егорова М.Н.; Капитонов А.Н.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №6/2016 ISSN 2410-6070_

В настоящее время проблема загрязнения водных объектов является актуальной, поскольку экологическое состояние экосистемы резко падает. Эфтрофикация продолжает оставаться ведущей причиной загрязнения воды для многих пресноводных и прибрежных морских экосистем и является быстро растущей проблемой в развивающихся странах. К пруду в парке Авиаторов не применяются должные меры по очистке воды, как и для всего парка в целом, его состояние ухудшается, в связи с этим авторы предлагают использовать такие мероприятия как аэрация и выкашивание, которые приведут пруд в соответствующее состояние и надолго сохранят его эстетический облик. Список использованной литературы:

1. Способы укрепления берегов водоемов [Электронный ресурс]: Режим доступа: http://greensector.ru/vodoemy/sposoby-ukrepleniya-beregov-vododoemov.html, свободный, дата обращения 20.10.15.

2. Распоряжение Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности Правительства Санкт-Петербурга от 26.03.2008 N 34-р

3. ООО «БТА Группа» [Электронный ресурс]:/ http://www.btagroup.ru/promo/cleanwater/ свободный, дата обращения 17.05.16.

4. http://arcticaoy.ru/fb.ru/article/173301/evtrofikatsiya-vodoemov-est-li-spasenie-evtrofikatsiya-eto.html

5. Кузнецов А.Е. Градова Н.Б. Научные осоновы экобиотехнологии / Учебное пособие для студентов. -М.:Мир, 2006. - 504с.

6. Carpenter, S.R.; Caraco, N.F.; Smith, V.H. "Nonpoint pollution of surface waters with phosphorus and nitrogen". Ecological Applications

УДК 539.23

Егорова М.Н.,

лаборант Капитонов А.Н.

к.х.н, в.н.с Физико-технический институт Северо-Восточного федерального университета г. Якутск, Российская Федерация

ИССЛЕДОВАНИЕ ГРАФИТОВОЙ ФОЛЬГИ, ПОЛУЧЕННОЙ ПРЕССОВАНИЕМ

Графит представляет собой аллотропную форму углерода, которая характеризуется определенной кристаллической структурой. Он радиационно стоек, химически инертен, термостабилен. Уникальными свойствами графита являются: хорошая электропроводность; устойчивость к агрессивным средам; устойчивость к высоким температурам; высокая смазывающая способность.

Электропроводность графита приближается к электропроводности металлов, как по абсолютной величине, так и по знаку температурного коэффициента. Металлический характер проводимости графита связан с наличием коллективизированных электронов. [1]

Коэффициент теплопроводности электропроводящего графита, как и у металлов, оказывается весьма большим и заметно падает с повышением температуры. [2] В виду высокой коррозионной стойкости и высокой теплопроводности [до 100 Вт/(мК)] графит широко используется в химической промышленности в качестве материала для теплообменников.

Природные графиты применяются во многих технологических и производственных процессах: огнеупоры (высококачественные, графито-магниевые, алюмо-графитовые), литейное производство, тормозные накладки, смазки, карандашное производство, тигли, гальванические батареи, щелочные аккумуляторы, порошковая металлургия, углеграфитовые материалы (электрощетки, электроугольные

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №6/2016 ISSN 2410-6070_

изделия, антифрикционные материалы), производство стали, терморасширенный графит, другие области (красящие и полирующие вещества), противоугарные материалы, детали для электротехники, магнитные ленты, производство промышленных алмазов, суспензии охлаждающие и смазывающие).

Гибкая графитовая фольга, получаемая прокаткой без связующих материалов, широко применяется в качестве уплотнительного материала, экранов электромагнитного и теплового излучения, адсорбента органических соединений [3], в качестве материала обкладки наноконденсаторов [4] и автоэмиссионных катодов большой площади [5]. При этом, в качестве материала для фольги, используется так называемый терморасширенный графит (пенографит) с рекордными показателями удельной поверхности (до 200 м2/г), насыпной плотностью (0,7-0,8 кг/м3), степени расширения вдоль тригональной оси «с» графитовой матрицы (до 700-800 раз). У него малая толщина пачек графеновых слоев (20-70 нм) и большое количество пор размером 2 - 5 нм. [6].

Целью данной работы является исследование некоторых физических характеристик графитовой фольги, полученной методом прессования графита фирмы «Sigma Aldrich» (USA). Содержание графита в материале 93%.

Фольгу получали прессованием графита на гидравлическом прессе Graseby Specac (GB). Внешний вид пресса приведен на рисунке 1.

Были исследованы структура, проводимость и подвижность фольги. Исследования проводились на оптическом микроскопе Nikon (Japan), электрические измерения проводились на установке Hall effect measurement system HMS-5000 (Ecopia, Korea). Спектры комбинационного рассеяния снимали на ИНТЕГРА СПЕКТРА. Были подготовлены четыре образца при разных условиях (табл.1). Образцы 1,2,3 были получены при прессовании графита с массами 100, 25 и 12 мг. Образец 4 был получен в результате прессования 100 мг графита, введенного в полимерную серебряную пасту (ПСП) и высушенного. Прессование производилось при усилии 14,5* 103 кг силы (14,5*104 н?). Образцы фольги получались в виде тонких дисков с диаметром 13,4 мм. Толщина дисков измерялась микрометром. Толщина фольги при уменьшении массы графита, естественно, уменьшается, составляя при 100, 25 и 12 мг толщины, соответственно, 300, 120 и 60 мкм. При массе графита 12 мг и ниже отделить тонкую графитовую фольгу от подложки в прессе не получается, фольга повреждается. Поверхностные сопротивления фольги увеличиваются с уменьшением толщины фольги, а подвижности зарядов уменьшаются.

Таблица 1

Состав, масса, толщина полученных образцов фольги, их сопротивление и подвижность электронов

№ образцов Состав образцов Масса, мг Толщина, мкм Сопротивление R^, Q/^ Подвижность ц, CM2/Vs

1 (3) Графит Aldrich 100 300 2,67*10-2 1,85*102

2 (5) Графит Aldrich 25 120 9,35*10-2 8,02*10'

3 (6) Графит Aldrich 12 60 2,44*10-1 3,85*10'

4 (4) Графит Aldrich+ПСП 100 300 2,37*10-2 1,52*102

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №6/2016 ISSN 2410-6070_

На рисунке 2 приведены общий вид поверхности образцов графитовой фольги и их спектры комбинационного рассеяния (пики D, G, 2D). Как видно из рисунка, образцы 1, 2, 3 получились достаточно однородные. Раман-спектры в разных точках поверхности практически идентичные. В образце 4, не получилось однородной пробы, так как из четырех Раман-спектров образца в двух случаях получены спектры графита, а в два других случаях, видимо, представляют собой спектры комбинационного рассеяния полимерной серебряной пасты.

Образец 1

Рисунок 2 - Вид образцов графитовой фольги (А) в оптическом микроскопе (х50) и вид спектров комбинационного рассеяния в разных точках их поверхности.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №6/2016 ISSN 2410-6070_

Обсуждение результатов. Увеличение поверхностного сопротивления R^ и уменьшение подвижности зарядов ц связано с уменьшением толщины фольги при уменьшении массы графита. Возможно, это связано с уплотнением материала графита при высоком давлении под прессом. Обращают на себя внимание довольно высокие отношения интенсивностей пиков Ьб/ Ig, достигающие значений 0,4 - 0,5. Видимо, это связано с некоторым расслоением графита в поверхностных слоях при «снятии» прессующей нагрузки.

Список использованной литературы:

1. «Физико-химические основы горения и газификации топлива» Лавров Н.В. 1957, стр. 128 (всего стр. 288);

2. Выдержка из книги «Теплопередача 1964» Шорин С.Н. 1964, общ. число стр.492, стр. 120;

3. Композиционные наноматериалы на основе интеркалированного графита. Н. Е Сорокина, В.В.Авдеев, А.С.Тихомиров, М.А. Лутфуллин, М.И. Саидоминов. Учебное пособие. М., 2010;

4. Б. Больщиков, А.Халявин, В. Барган. Наноконденсатор: новый путь к получению унифицированных керамических емкостных элементов. Электронные компоненты №6, 2010, 42-44;

5. А. М. Ламанов Эмиссионные свойства и структура поверхности графитовых фольг. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. М., 2005;

6. Способ изготовления низкоплотных материалов и низкоплотный материал - патент РФ 2525488 (20.08.2014)].

УДК 629.7.036

B. Е. Жук

Ведущий специалист,

ООО «Научно - исследовательская лаборатория аэрокосмической техники»,

г. Калуга, Российская Федерация

C. Б. Жук

Ассистент кафедры К5 - КФ «Прикладная механика»,

КФ МГТУ им. Н. Э. Баумана, г. Калуга, Российская Федерация

КОНЦЕПЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВОДОРОДНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ (ЭВРД)

Аннотация

Рассматривается концепция ионного ракетного двигателя, рабочим телом которого является водород. Предлагается техническое решение проблемы ионизации водорода и эффективного разделения протонов и электронов.

Ключевые слова

Ракетный двигатель, ионный, плазменный, рабочее тело, водород, электроракетный,

космический аппарат, ионизатор.

В настоящее время в двигательных установках космических аппаратов (КА) широко используются электрические ракетные двигатели (ЭРД), работа которых основана на преобразовании электрической энергии в направленную кинетическую энергию частиц. Главной особенностью ЭРД является получение

Исследование графитовой фольги, полученной прессованием Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Егорова М.Н., Капитонов А.Н.

Текст научной работы на тему «Исследование графитовой фольги, полученной прессованием»