Исследование формирования структуры карбиноидных материалов

• Автор: Шахова, Ирина Валерьевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 148 с. : ил.

Содержание

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

ГЛАВА 1. КАРБИНОИДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

1.1 Карбин и карбиноидные материалы

1.2 Структура карбиноидных материалов

1.3 Гибридные углеродные фазы

1.3.1 Гибридные углеродные фазы, состоящие из атомов в состояниях

sp - sp2 гибридизации

1.3.2 Sp-sp3 гибридные углеродные фазы

1.3.3 Гибридные углеродные наноструктуры

1.4 Способы синтеза карбиноидных материалов

1.4.1. Химические методы
1.4.2. Физико-химические методы синтеза карбиноидных материалов
1.4.3. Физические методы синтеза карбиноидов
1.5. Поливинилиденфторид-исходный полимер для синтеза карбиноидов
1.5.1. Физико-химические свойства поливинилиденфторида
1.5.2. Структурные модели поливинилиденфторида
1.6. Постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ И ОБРАЗЦЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объекты исследования и методики получения образцов
2.2. Рентгеноструктурный анализ
2.2.1. Определение межплоскостных расстояний и средних областей когерентного рассеяния
2.2.2. Методика разделения асимметричных дифракционных максимумов на компоненты
2.3. Методы модельных расчетов и структурные модели
2.3.1. Методы молекулярной механики (ММ+) и полуэмпирические квантово-механические методы (РМЗ, АМ1 и MNDO)
2.3.2. Структурные модели и измеряемые параметры

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КАРБОНИЗАЦИИ
ПОЛИВИНИЛИДЕНФТОРИДНЫХ ПЛЕНОК
3.1.Экспериментальные исследования поливинилиденфторидных плёнок,
подвергнутых рентгеновскому облучению
3.2. Экспериментальные исследования поливинилиденфторидных плёнок,
подвергугых механическому растяжению
ГЛАВА 4. МОДЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФОРМИРОВАНИЯ КАРБИНОИДОВ ИЗ СЕН ПОЛИМЕРОВ
4.1. Модельные исследования структуры СЕН-полимеров
4.1.1. Расчет геометрически оптимизированной отдельной полимерной
цепочки поливинилиденфторида с а-структурой
4.1.2. Расчет геометрически оптимизированных парных цепочек поливинилиденфторида с а-структурой
4.1.3. Расчет геометрически оптимизированной структуры жгута из полимерных цепочек поливинилиденфторида с а-структурой
4.1.4. Расчет геометрически оптимизированной отдельной цепочки поливинилиденфторида с (3-структурой
4.1.5. Расчет геометрически оптимизированных парных цепочек поливинилиденфторида с (3-структурой
4.1.6. Расчет геометрически оптимизированных жгутов из полимерных цепочек поливинилиденфторида с (3-структурой
4.1.7. Сравнение геометрических характеристик поливинилиденфторида с а- и (3- структурой
4.1.8. Расчет геометрически оптимизированных цепочек поливинилиденфторида с у-структурой
4.2. Формирование карбиноидных и графитоподобных структур при карбонизации СЕН-полимеров
4.3. Моделирование процесса карбонизации СЕН полимеров
ЕЛАВА 5. МОДЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КАРБИНОИДНЫХ НАНОСТРУКТУР
5.1. Моделирование структуры карбиновых цепочек, содержащих sp
и/или sp2- атомы
5.2. Модельные исследования слоевых структур, состоящих из карбиновых цепочек сшитых sp3- и sp2- атомами
5.3. Моделирование каркасных карбиноидных наноструктур — карбиноидных нанотрубок и карбинофуллеренов
ГЛАВА 6. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
6.1. Формирование структуры карбиноидных материалов при карбонизации CFH полимеров
6.1.1 Механизмы карбонизации поливинилиденфторида под воздействием рентгеновского облучения
6.1.2 Трансформация структуры поливинилиденфторида под
механическим воздействием
6.2. Механизмы формирования структуры карбиноидных материалов из полимеров
6.3. Закономерности формирования карбиноидных наноструктур
6.4. Основные результаты и выводы
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Дегидрирование полиацетилена [66]. Полиацетилен, сжатый в присутствии калия до 4 ГПа при 800 °С, полностью теряет атомы водорода, а вместо них присоединяются атомы калия. Полученное соединение (СК0,7)„ бурно реагирует с водой и минеральными кислотами, что позволяет получить коричневые пластинчатые кристаллы карбина гексагональной формы.
Плазмохимический синтез карбиноидов [66] - проводится
следующим образом: углеводороды (ацетилен, пропан, гептан, бензол), СС/4 и ацетон разлагаются в потоке азотной плазмы СВЧ-разряда. После этого продукты реакции закаляют, разбавляя плазменную струю инертным газом (Л2, или Аг). На выходе получаются дисперсные углеродные порошки, содержащие 97—99% углерода и незначительные (<1%) примеси азота и кислорода.
В методе электрохимической карбонизации [68-72] обработке подвергаются полимеры сильно галогенированного гидроуглерода, например политетрафторэтилена (ПТФЭ). Электрохимическое дегидрогалогенирование может осуществить любой металлический катод, находящийся в растворе апротонного электролита или, в основном, в батарее с анодом из амальгамы щелочного металла (1л, Иа, К). Анод формируется самопроизвольно на границе полимер — амальгама.
1.4.3. Физические методы синтеза карбиноидов
Лазерная сублимация углерода, осаждение карбина из электрической дуги [65], подобный метод применялся в [73] для синтеза полииновых структур, формирующихся под воздействием электрической дуги, погружённой в органические растворы.
Для получения одномерного углерода также производится осаждение углеродных кластеров на кремневую подложку в условиях сверхвысокого вакуума [74] и ионно-стимулированное осаждение карбиноидов [75].