Основные закономерности и механизмы образования фуллеренов в плазме дугового разряда и разработка методики их получения при атмосферном давлении

• Автор: Чурилов, Григорий Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 296 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

ГЛАВА I. ФУЛЛЕРЕНЫ И НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ПЛАЗМА, КАК СРЕДА С ЛУЧШИМИ УСЛОВИЯМИ ДЛЯ ИХ ОБРАЗОВАНИЯ

1.1. Фуллерены и способы их получения

1.1.1. История открытия фуллеренов

1.1.2. Свойства фуллеренов

1.1.3. Генерация фуллеренов

1.1.4. Выделение и применение фуллеренов

1.1.5. Модели образования фуллеренов

1.1.6. Образование молекулы фуллерена в плазме
1.2. Разряды и их характеристики
1.2.1. Дуговой разряд
1.2.2. Искровой разряд
1.2.3. Разряд в полом катоде
1.2.4. Высокочастотный индукционный разряд
1.3. Температура, концентрация заряженных частиц и интенсивность спектральных линий
1.4. Основные параметры плазмы и их связь с интенсивностью спектральных линий
1.5. Роль заряженных частиц в процессе образования фуллеренов
1.6. Выводы

ГЛАВА II. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ И МЕХАНИЗМЫ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ УГЛЕРОДНЫХ
КЛАСТЕРОВ И МОЛЕКУЛ ФУЛЛЕРЕНА В ПЛАЗМЕ С УЧЕТОМ ЗАРЯДА ЧАСТИЦ
2.1. Зависимость заряда кластера от электронной концентрации
2.2. Методы молекулярного моделирования
2.3. Влияние зарядов углеродных кластеров на процесс образования
из них молекулы фуллерена
2.4. Оценки скорости образования фуллерена С6о в зависимости от параметров углеродно-гелиевой плазмы
2.5. Средний заряд частиц в плазме в условиях термодинамического равновесия
2.6. Сечение столкновений кластеров и вероятность образования фуллеренов
2.7. Образование эндоэдральных фуллеренов и гетерофуллеренов с учетом заряда кластеров
2.8. Выводы
ГЛАВА III. ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗРЯДОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА КИЛОГЕРЦЕВОГО ДИАПАЗОНА И РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИЙ ПОЛУЧЕНИЯ ФУЛЛЕРЕНОВ ПРИ
АТМОСФЕРНОМ ДАВЛЕНИИ
3.1. Разряд с холодными электродами
3.1.1.Электрическая схема возбуждения
3.1.2. Динамическая вольтамперная характеристика
3.1.3. Спектральные характеристики
3.1.4. Применение разряда переменного тока в потоке аргона при атмосферном давлении для количественного определения состава графитовых стержней
3.1.5. Исследование разряда при фазовом переходе углерода из плазменного состояния в конденсированное
3.1.6. Применение разряда для синтеза фуллеренов
3.2. Разряд с горячими электродами
3.2.1. Установка для исследования дуги с графитовыми электродами
3.2.2. Статические и динамические характеристики
3.2.3. Температура дуги
3.3. Выводы
ГЛАВА IV. УСТАНОВКА ДЛЯ СИНТЕЗА ФУЛЛЕРЕНОВ И ФУЛЛЕРЕНОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ
4.1. Генерация плазменной струи углерода
4.1.1 .Самосжимающаяся струя углеродной плазмы
4.1.2. Устройство плазмотрона
4.1.3. Исследование плазмотрона и плазменной струи углерода
4.1.4. Результаты экспериментов
4.2. Установка для синтеза фуллеренов
4.3. Выводы
представляется перспективным использование комбинации органический ДОНОр-СбО- проводящий полимер.
Необходимо добавить, что в процессе синтеза часто образуются объекты цилиндрической формы - нанотрубки или микротрубки (рис. 1.7). Они могут быть однослойными или многослойными. По сути, эти объекты представляют собой фуллерены с вытянутой экваториальной частью. Так как расстояние между слоями у многослойной трубки почти то же, что и между базисными плоскостями графита - 0,334 нм, поэтому эти трубки принято называть графитовыми. Длина этих трубок варьируется от 1 нм до десятых долей микрона [117].
Рис. 1.7. Идеализированная модель однослойной углеродной нанотрубки
1.1.3. Генерация фуллеренов
С тех пор как открыли Сбо, проводились обширные исследования различных возможностей его синтеза. Разработка новых способов синтеза обычно сосредоточена на повышении выхода фуллеренов и вопросах, связанных с процессами формирования фуллеренов в совершенно различных установках. В наши дни почти все существующие фуллерены синтезируются методом термического испарения графита.