Функциональные токопроводящие материалы на основе графита и силикатов

• Автор: Лопанова, Евгения Александровна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 173 с. : ил.

Введение.
Глава 1. Современные представления о структуре токопроводящих композиционных материалов.

Выбор оптимальных обогревательных систем.

1.1. Виды электропроводящих композиционных

материалов

1.1.1. Токопроводящие наполнители

1.1.2. Токопроводящие бетоны.

1.1.3. Вяжущие материалы на жидком высокоуглеродистом

стекле.

1.1.4. Токопроводящие материалы в машиностроении.

1.1.5. Природные минералы на основе графита и силикатов

1.1.6. Электропроводящие стекла
1.1.7. Сегнетоэлектрики
1.2. Методы получения токопроводящих материалов.
1.3. Углерод и его модификации
1.3.1. Модифицирование поверхности графита.
1.4. Экологогнгиеническне преимущества инфракрасного
отопления.
1.5. Экономические аспекты выбора оптимальных систем
отопления
Выводы.
Глава 2. Характеристика используемых материалов и методы
исследования
2.1. Характеристика сырьевых материалов.
2.2. Методы исследования, приборы и материалы.
2.2.1. Определение электропроводности
2.2.2. Радиоспектроскопические исследования
2.2.3. Определение прочности цементного камня
2.2.4. Рентгенофазовый анализ.
2.2.5. Микроскопические методы анализа
Глава 3. Исследование структуры силикатов радиоспсктроскопическими, рентгенофазовыми
и микроскопическими методами
3.1. Исследование процесса гидратации цемента
с участием свободных радикалов
3.2. Исследование влияния добавок на
прочностные характеристики силикатных материалов
3.3. Исследование процесса сушки токопроводящих пленочных силикатных материалов методом
радиоспектроскопии.
3.4. Применение рентгенофазового анализа при
исследовании свойств силикатных материалов
3.5. Микроскопические исследования.
Выводы.
Глава 4. Исследование системы метасиликатуглсрод и влияние добавок при выборе оптимальных условий
для синтеза покрытий
4.1.Зависимость энергии активации силикатных графитовых пленок от концентрации и размеров
графитовых частиц.
4.2. Исследование процесса агрегации в
суспензиях графита кондуктометрическим методом.
4.3. Моделирование процессов электропроводности
в композиционных пленках
4.4. Исследование влияния добавок на электрофизические
свойства токопроводящих силикатных графитовых систем
4.5. Исследование свойств токопроводящих материалов с положительным температурным коэффициентом
сопротивления и выбор оптимальных условий для их синтеза.
Выводы.
Глава 5. Технология производства электропроводящих
покрытий.
5.1. Характеристика конечной продукции
5.2. Технологическая схема производства.
5.3. Аппаратурная схема производства
5.4. Характеристика сырья, материалов, полупродуктов
5.5. Изложение технологического процесса
5.6. Материальный баланс
5.7. Переработка и обезвреживание отходов производства
5.8. Физикохимические и токсические свойства сырья.
Выводы.
Общие выводы.
Библиографический список
Приложения.
Введение


Так, для получения материала с объемным удельным электрическим сопротивлением 1 Омсм в полиметилметакрилат необходимо ввести порошка никеля со средним размером частиц мкм, а с объемным удельным электрическим сопротивлением 6 Ом см следует ввести порошка серебра 1 и т. Очевидно, при высоких степенях наполнения значительно изменяются физикомеханические свойства материала. Поверхностная химическая обработка металлических порошков, увеличивающая сродство наполнителя к полимерной матрице, позволяет уменьшить критическую степень наполнения. При этом происходит более равномерное распределение наполнителя в объеме образца, и бесконечный электропроводящий кластер образуется при более низких степенях наполнения. Так, при обработке порошка меди щелочью с последующей прививкой ангидрида дикарбоновой кислоты, объемное удельное электрическое сопротивление материала на основе ненасыщенного полиэфира уже при ном наполнении снижается до А Ом см, в то время как такое же наполнение необработанным медным порошком практически не оказывает влияния на этот показатель 6. Для снижения критической степени наполнения используют наполнители с частицами удлиненной или плоской формы. При этом наблюдается также увеличение коэффициента теплопроводности композита. При введении порошкообразного алюминия равен 0, ВтмК, а при добавлении такого же количества алюминиевых хлопьев 1, ВтмК 7. Широкое применение для придания полимерным материалам электропроводности нашли также углеродосодержащие материалы технический углерод, графит, стеклоуглерод и др. Несмотря на то, что электропроводность собственно углеродных материалов ниже, чем металлов, они обладают выраженной способностью к структурированию в цепные кластеры. Это обусловливает получение полимеров с электропроводностью на уровне металлонаполненных материалов при сравнительно небольших степенях наполнения. Перспективным направлением создания электропроводящих полимерных материалов является формирование в полимерной матрице электропроводящего кластера на основе комплекса с переносом заряда 9. Под теплопроводностью понимают способность тел переносить тепло от более нагретых элементов к менее нагретым системам. Количественно теплопроводность характеризуется коэффициентом теплопроводности, являющимся коэффициентом пропорциональности в выражении, связывающим тепловой поток я с градиентом температуры 6 7 гя Т. Обычно теплопроводность полимеров невысока. Величина составляет 0,1 0,5 ВтмК и зависит от температуры, химического строения и физического состояния материала. Технический углерод Порошок 2 2
Это обусловлено тем , что передача тепла в полимерах происходит по фононному механизму. Процессы возникновения, распространения и рассеивания фононов в полимерах осложняются кооперативным характером движений атомов и групп атомов в макромолекулах и в общем случае существенно дефектами структуры полимерных материалов. Низкая же теплопроводность может привести к сильным локальным перегревам в материале в экстремальных условиях эксплуатации и к разрушению образцов. При введении электропроводящих наполнителей возрастает теплопроводность полимерного материала. В отличие от чистых полимеров в таких композициях наряду с фононным наблюдается и электронный механизм теплопроводности, характерный для проводников табл. Часто бывает необходимо повысить теплопроводность полимерного материала, сохранив его высокие электроизоляционные характеристики. В этом случае в качестве наполнителей выбирают диэлектрики с высоким коэффициентом теплопроводности соединения типа оксидов, нитридов, карбидов металлов и т. Теплопроводность этих соединений обусловлена, как и в полимерах, фононным взаимодействием, однако ограничения, присущие полимерным материалам, в них отсутствуют. Исходя из фоноипого механизма теплопроводности, очевидно, что наибольшую теплопроводность должны иметь соединения металлов, расположенных в верхней части Периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Сравнение теплопроводности композиций , полученных с использованием как электропроводящих наполнителей, так и диэлектриков
табл.