Структурные и фазовые превращения в углеродных наноматериалах, полученных в широком диапазоне давлений

• Автор: Кульницкий, Борис Арнольдович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 270 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

ЧАСТЫ.1.
НАНОТРУБКИ

§1.1.1. ТИПЫ НАНОТРУБОК

§1.1.2. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОТРУБОК

§1.1.3. КАТАЛИТИЧЕСКИЙ РОСТ

§1.1.4. БЕСКАТАЛИТИЧЕСКИЙ РОСТ

§1.1.5. СВОЙСТВА НАНОТРУБОК

§1.1.6. ТЕРМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

§1.1.7. ПРОИЗВОДСТВО И ХАРАКТЕРИСТИКИ УГЛЕРОДНЫХ
НАНОТРУБОК, ДОПИРОВАННЫХ АЗОТОМ
§1.1.8. ЭЛЕКТРОННЫЕ СВОЙСТВА НАНОТРУБОК, ДОПИРОВАННЫХ
АЗОТОМ
§1.1.9. ЭМИССИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАНОТРУБОК
§1.1.10. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА НАНОТРУБОК
§1.1.11. НАПОЛНИТЕЛИ В УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБКАХ.
ОБРАЗОВАНИЕ НАНОПРОВОЛОК
§1.1.12. НАПОЛНЕНИЕ НАНОТРУБОК, ВЫЗВАННОЕ
КАПИЛЛЯРНОСТЬЮ
§1.1.13. НАПОЛНЕНИЕ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК МЕТАЛЛАМИ В
УСЛОВИЯХ ДУГОВОГО РАЗРЯДА
§1.1.14. НАПОЛНЕНИЕ И ПОКРЫТИЕ НАНОТРУБОК С ПОМОЩЬЮ
ТЕРМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
§1.1.15. ПОЛУЧЕНИЕ БОР - АЗОТ - УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК
§1.1.16. КОМПОЗИТЫ, СОСТОЯЩИЕ ИЗ НАНОТРУБОК,
ДОПИРОВАННЫХ АЗОТОМ
§1.1.17. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
§1.1.18. ПРИМЕНЕНИЕ ГІАНОТРУБОК
ЧАСТЬ 1.2. УГЛЕРОДНЫЕ ЛУКОВИЦЫ (ОНИОНЫ)
§1.2.1.ПОЛУЧЕНИЕ
§1.2.2 СВОЙСТВА ОНИОНОВ
ОБЩАЯ ПОСТАНОВКА РАБОТЫ
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ
§2.1.МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПРИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ И
ТЕМПЕРАТУРАХ
§2.2. ОБРАБОТКА ГРАФИТА В УСЛОВИЯХ ВЗРЫВА
§2.3. ОБРАБОТКА ГРАФИТА В КАМЕРЕ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ТИПА
АЛМАЗНЫХ НАКОВАЛЕН
§2.4. ПОЛУЧЕНИЕ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК И НАНОТРУБОК,
СОДЕРЖАЩИХ УГЛЕРОД, АЗОТ И БОР, В ГАЗОСТАТЕ
§2.5.ПРИГОТОВЛЕНИЕ ОБРАЗЦОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОЙ
МИКРОСКОПИИ
§2.6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЗАИМНОЙ ОРИЕНТАЦИИ ДВУХ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ФАЗ МЕТОДАМИ ЭЛЕКТРОННОЙ
МИКРОСКОПИИ
§2.7. ПОСТРОЕНИЕ МАТРИЦ ОРИЕНТАЦИОННОГО СООТНОШЕНИЯ....55 §2.8. ФОРМУЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА И ПОСТРОЕНИЯ
ДВОЙНИКОВЫХ ЭЛЕКТРОНОГРАММ
§2.9. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОГО РЕНТГЕНОВСКОГО
ИЗЛУЧЕНИЯ
§2.10. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СПЕКТРОСКОПИИ ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИХ
ПОТЕРЬ ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОНОВ
§2.11. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СПЕКТРОСКОПИИ ПОТЕРЬ ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОНОВ И ЭНЕРГОДИСПЕРСИОННОЙ РЕНТГЕНОВСКОЙ
СПЕКТРОСКОПИИ
ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ ПОЛУЧЕННЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК
И НАНОВОЛОКОН
§3.1. ОСОБЕННОСТИ КОНИЧЕСКИХ НАНОСТРУКТУР
§3.2. НАНОТРУБКИ, ПОЛУЧЕННЫЕ НА НИКЕЛЕВОМ КАТАЛИЗАТОРЕ.

§3.3 ОРИЕНТАЦИЯ КАТАЛИТИЧЕСКИХ ЧАСТИЦ И НАПОЛНИТЕЛЕЙ С ОЦК И ГЦК КРИСТАЛЛИЧЕСКИМИ РЕШЕТКАМИ ВНУТРИ
УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК
§3.3.1.ГЦК - СТРУКТУРЫ
§3.3.2. ОЦК - СТРУКТУРЫ
§3.4. НАНОУГ ЛЕРОДИЫЕ ТРУБКИ С КОБАЛЬТОМ В КАЧЕСТВЕ
НАПОЛНИТЕЛЯ
§3.5.0БСУЖДЕНИЕ
3.6.ВЫВОДЫ
ГЛАВА 4 КРИСТАЛЛОГРАФИЯ КАРБИДООБРАЗОВАНИЯ ПРИ РОСТЕ
УГЛЕРОДНЫХ НАНОСТРУКТУР НА ЖЕЛЕЗНОМ КАТАЛИЗАТОРЕ
§4.1. ОБРАЗОВАНИЕ НАНОВОЛОКОН С ЧАСТИЦЕЙ Ее3С В ПРОЦЕССЕ
ОСАЖДЕНИЯ ИЗ ХИМИЧЕСКОГО ПАРА
§4.2. ОБРАЗОВАНИЕ НАНОВОЛОКОН С ЧАСТИЦЕЙ Ее7С3 В
ГАЗОСТАТЕ
§4.3. ОДНОВРЕМЕННОЕ ПРИСУТСТВИЕ РАЗНЫХ КАРБИДОВ ЖЕЛЕЗА В КАТАЛИТИЧЕСКОЙ ЧАСТИЦЕ УГЛЕРОДНЫХ НАНОВОЛОКОН, ОБРАЗОВАВШИХСЯ В ПРОЦЕССЕ ОСАЖДЕНИЯ ИЗ ХИМИЧЕСКОГО
ПАРА (СУП-ПРОЦЕССЕ). КАРБИД ХЭГГА - ¥е5С
§4.4.РАСПАД ЧАСТИЦЫ Ге5С2 В НАНОВОЛОКНЕ ПРИ
ЭЛЕКТРОННОМИКРОСКОПИЧЕСКОМ НАБЛЮДЕНИИ
§4.5. НАНОТРУБКА КАК РЕАКЦИОННАЯ ЯЧЕЙКА
§4.6. ОБСУЖДЕНИЕ
§4.7. ВЫВОДЫ
ГЛАВА 5. ОБРАЗОВАНИЕ НЕТРАДИЦИОННЫХ НАНОВОЛОКОН
§5.1. УГЛЕРОД-АЗОТНЫЕ НАНОТРУБКИ И НАНОВОЛОКНА, ПОЛУЧЕННЫЕ ТЕРМОЭМИССИЕЙ УГЛЕРОДА ПРИ ВЫСОКОМ
ДАВЛЕНИИ АЗОТА
§5.2. РОСТ И ХАРАКТЕРИСТИКИ В1ЧС СТРУКТУР
§5.3. РАЗВЕТВЛЕННЫЕ БАМБУКО ОБРАЗНЫЕ СТРУКТУРЫ УГЛЕРОД-АЗОТНЫХ НАНОТРУБОК (У-СОЕДИНЕНИЯ)

нанотрубки через открытый конец трубок в случае трубок постоянного сечения. Во втором случае 1М, N1, Со и Ре попадали в трубки благодаря термолитическому процессу [89], при этом углерод на поверхности металлических проволочек, не являлся высококристаллическим и содержал огромное количество дефектов в шестиугольниках графитовых плоскостей.
Позднее было сообщение о том, что ответственной за наполнение нанотрубок металлами оказалась сера [90], которая всегда в небольших количествах (около
0.25 весовых процента), присутствовала в графитовых стержнях. Элементный анализ, проведенный вместе с высокоразрешающей электронной микроскопией, показал, что в металлах присутствовали стабильные металлические сульфиды. Только германий внутри нанотрубок оказался чистым, поскольку не образует сульфидов. Было установлено, что только некоторые металлы, такие как Мп, Со и Си и некоторые полупроводники Бе, Ое и БЬ не образуют внутри нанотрубок карбидов. Недостатком процесса наполнения углеродных трубок является небольшой выход. В 1994 году в Оксфорде [91] провели наполнение многостенных нанотрубок посредством влажного химического метода. В этом случае многостенные трубки были открыты в результате окислительного процесса в кипящей азотной кислоте, который продолжался несколько часов. Затем следовало наполнение трубок оксидами металлов. В последующих работах сообщали об успешном осуществлении процесса наполнения оксидами для целого ряда элементов: N1, Со, Бе, и, Мо, Бп, N6, Бт, Ей, Ьа, Се, Рг, У, Ъх и Сс1. Окислительное открывание углеродных трубок основывается на том факте, что механические напряжение в крышках нанотрубок, связанные с присутствием в них пятиугольников, делают крышки трубок химически активными.
§1.1.14. НАПОЛНЕНИЕ И ПОКРЫТИЕ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК С ПОМОЩЬЮ ТЕРМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ.
Углеродные нанотрубки могут быть использованы в качестве реакционных ячеек для формирования новых металлических карбидов, оксидов и нитридов. Например, были получены бор-азот углеродные (ВИС) нанотрубки, наполненные карбидом бора, у которых внешние оболочки состояли из чистого графита, а