Фазовый состав наномодификаторов, полученных по технологии термолиза прекурсора в технологической среде

Характерис-тики	Температура, К	Отнесение рефлекса
q	Д
9,90	4,48				-		-	Формиат меди
13,20	3,37							Cu
21,60	2,09	-	-					Cu
21,75	2,08				-	-	-	Формиат меди
25,20	1,81	-	-					Cu2O
27,30	1,68							Cu
30,70	1,54				-		-	Cu
37,05	1,28	-	-					Cu
47,65	1,04	-	-			-	-	Cu

Кроме того, сонолиз (механо-химические процессы, сопровождающие УЗ-диспергирование) могут привести к образованию новых видов продуктов вследствие адсорбции (хемосорбции) радиальных фрагментов на активных центрах металлических частиц в момент их образования (in statu – nasсendi).

Особый интерес представляют волокнообразные углеродсодержащие модификаторы, получаемые в результате высокотемпературной обработки органических волокон различного состава, вызывающей карбонизацию основной молекулярной цепи. Углеродные волокна обладают специфичной структурой и уникальным сочетанием прочностных и теплофизических характеристик, химической стойкости, износостойкости [154, 159]. Благодаря сочетанию высоких служебных характеристик их применяют в качестве наполнителей и модификаторов, обеспечивающих заданный диапазон эксплуатации изделий из композиционных материалов различного функционального назначения, в т.ч. триботехнических [159, 160]. Структура углеродных волокон, характеризующаяся наличием большого количества низкоразмерных дефектов, позволяет применять различные методы модифицирования с целью придания им электрических, магнитных и прочностных характеристик [159]. Разработаны углеродные волокна, содержащие легирующие нанофазы различных компонентов, введенных как при получении волокна, так и при его целевом модифицировании. Для получения армированных углеродных волокон использован прием пропитки исходного гидратцеллюлозного или полиакрилонитрильного волокна растворами соответствующих солей металлов с последующей сушкой и карбонизацией в токе инертного газа [95]. В результате формировали углеродные материалы с содержанием металла или его соединения 5-12 мас.%. Для модифицирования применяли различные соединения циркония, гафния, кремния, титана. Исходное волокно подвергали различным методам модифицирования – термообработке, активации, предварительному набуханию в специальных средах и т.п. Термическая обработка модифицированных волокон приводит к образованию высокопрочных термостойких фаз ZrO₂ – HfO₂; ZnC – HfC, SiC, НfC, TiC и др., которые изменяли состав и характеристики волокон, в т.ч. структуру поверхностного слоя. Характерный вид модифицированных волокон приведен на рис. 1.71.

а	б

Рисунок 1.71 – Микрофотографии углеродных волокон, модифицированных соединениями гафния и циркония (50:50). ´ 4000 (а), ´ 10000 (б) [161]

Разработана технология получения нанофазных углеродных волокон путем пропитки углеродных тканей Урал Т-22, Урал Т-15, УУТ-2 растворами кремнезоля с концентрацией от 4,5 до 22,4 мас.%, диэтилсиликонатом натрия (ГКЖ-94), алюмозолем с концентрацией 4,5¸15 мас.% и кремнийорганическими лаками [95].

В процессе пропитки реагенты смачивали поверхность волокон, проникали в поры и капилляры, заполняли межволоконное пространство. В процессе отжига при 873-1773 К в волокнах формировались фазы оксидов, оксикарбидов и карбидов кремния. В результате существенно повышалась устойчивость волокон к окислению, воздействию паров воды и прочность табл. 1.16.

Модифицирующий эффект углеродсодержащих наноразмерных частиц в значительной степени определяется технологией их синтеза.

Таблица 1.16

Характеристики модифицированных углеродных волокон [161]

Материал	Состав модификатора	Темпе-ратура отжига	Разрыв-ная нагрузка по основе, н	Коэффи-циент теплопро-водности, Вт (м^2×К)	Разрыв-ная на-грузка после окисле-ния при 1173 К, н
Ткань-500	Кремнезоль (4мас% SiO2)			0,146
Ткань-900	Алюмозоль (6мас% Al2O3)			0,168
Ткань 1500 (Урал Т-15)	Кремнезоль (15мас% SiO2)			0,159
Ткань-2200 (Урал Т-22)	Диэтилсиликат натрия			0,197
Ткань 1500 (Урал Т-15)	Кремний-органический Лак КО-075			0,135
Ткань 1500 (Урал Т-15)	-	-		0,167
Ткань-200 (Урал Т-22)	-	-		0,210

Как правило, НРЧ, полученные в неравновесных условиях, обладают большей активностью в процессах взаимодействия с полимерными и олигомерными матрицами [62].

Дата добавления: 2014-12-27