Взаимодействие различных кристаллических форм углерода с неравновесной плазмой тлеющего разряда

• Автор: Угновенок, Татьяна Сергеевна
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 193 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Аллотропные формы углерода и их свойства
1.1. Строение различных модификаций углерода
1.1.1. Графит
1.1.2. Алмаз
1.1.3. Карбин
1.1.4. Переходные формы углерода
1.1.5. Фуллерены
1.2. Взаимодействие с кислородом различных форм углерода
1.2.1 Окисление алмаза
1.2.2. Окисление фуллерена
1.2.3. Сопоставление химической активности в кислороде различных кристаллических форм углерода
1.3. Взаимодействие различных форм углерода с водородом
1.3.1. Взаимодействие фуллерена С6о с водородом 44 Глава 2. Тлеющий разряд постоянного тока и образование активных
компонентов плазмы
2.1. Тлеющий разряд постоянного тока
2.2 Факторы, определяющие скорость плазмохимического окисления
2.3. Влияние природы плазмообразующего газа на процессы образования активных частиц в плазме тлеющего разряда постоянного тока
2.3.1. Кислородная плазма
2.3.2. Водородная плазма
2.4. Взаимодействие углеродного материала с активными
компонентами неравновесной низкотемпературной плазмы
2.4.1. Кинетические особенности взаимодействия
2.4.2. Влияние различных факторов на окисление углеродного материала в неравновесной плазме
2.4.3. Гидрирование различных форм углерода в
неравновесной плазме
Глава 3. Изучение обогащения фуллереновой сажи в неравновесной
кислородной плазме
3.1. Методика проведения экспериментов
3.1.1. Описание экспериментальной установки
3.1.2. Методика проведения экспериментов
3.1.3. Методика проведения ИК-спектроскопического анализа
3.1.4. Методика проведения рентгенофазового анализа
3.1.5. Методика проведения масс-спектроскопического анализа
3.1.6. Методика проведения анализа с помощью растровой электронной микроскопии
3.2 Окисление фуллереновой сажи в неравновесной кислородной плазме
3.3. Особенности обогащения фуллереновой сажи
3.4. Влияние давления и состава плазмообразующего газа на
скорость окисления фуллереновой сажи
3.5. Влияние состава плазмообразующего газа на степень
обогащения фуллереновой сажи
Глава 4. Изучение обогащения фуллереновой сажи в неравновесной
водородной плазме

4.1. Методика проведения экспериментов
4.2. Изучение гидрирования фуллереновой сажи в водородной неравновесной плазме
4.3. Изучение продуктов взаимодействия фуллереновой сажи с водородной неравновесной плазмой методами ИК- и масс-спектроскопического анализа
Глава 5. Изучение обогащения порошков взрывного и статического синтеза алмазов в неравновесной кислородной плазме
5.1. Обогащение порошков статического синтеза алмаза
5.1.1. Зависимость скорости окисления алмазного концентрата от давления
5.1.2. Изучение обогащения порошка статического синтеза алмаза
5.2. Обогащение порошков взрывного синтеза алмаза
5.2.1. Зависимость скорости окисления порошков марки ВНИИТФ и УДС-С от давления и состава плазмообразующего газа
5.2.2 Изучение обогащения порошков марки ВНИИТФ и УДС-С в неравновесной кислородной плазме
5.2.3. Обогащение порошка взрывного синтеза алмаза из коллоидного графита Глава 6. Изучение окисления различных углеродных материалов в кислородной плазме тлеющего разряда постоянного тока
6.1. Окисление графита
6.2. Окисление сажи
6.3. Различие в скорости окисления различных углеродных

18 50-160 420-600 50±4
7 10-160 450-600 40±2
10 160 480-600 32±5
15 160

печи. Алмаз окисляли газообразным кислородом при атмосферном давлении и давлении ниже атмосферного. Скорость реакции окисления имеет первый порядок по давлению кислорода. Сведения о параметрах процесса и полученные значения энергии активации приведены в табл.
Парциальное - Энергия
Алийчныа Способ определения Удельная по- давление кис- температура актива-
пооошок удельной поверхко- верхность, А .порода, окисления, ции>
сти мЧг мм рщ,ст. ккал/моль
АМ 1/0 Геометрический 18 160 420—600 50±4
расчет по электронномикроскопическим снимкам частиц То же
Адсорбция азота АСМ 1/0 Нет сведений
Адсорбция аргона
На рис. 9 показана зависимость удельной скорости окисления алмазного порошка АМ-1 от давления кислорода [106]. Зависимость скорости окисления от времени и глубины эффективного проникновения реакции окисления алмаза АСМ 1/0 от температуры по результатам [103] представлены на рис. 10 и 11 соответственно.
Термостойкость алмаза характеризуют убылью веса за определенный промежуток времени. Термостойкость микропорошков из алмазов АСО и АСВ различной зернистости (1/0 -14/0) изучалась в диапазоне температур 400-900° С при прокаливании на воздухе [100, 109]. Установлено, что температура начала окисления порошков мелких зернистостей (1/0-14/0) соответствует 600, а более крупных - 700°С.
В [101] взаимодействие алмазных порошков с кислородом изучалось методом дифференциально-термического анализа /ДТА/. Типичная дериватограмма взаимодействия кислорода с порошком природного алмаза приведена на рис. 12. Интенсивное горение в кислороде природного алмаза происходит при температуре 588° С и выше. При температурах 605° С скорость сгорания алмаза остается