Структурные характеристики углеродных наноматериалов как компонентов модификатора для композитов строительного назначения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Проанализированы структурные характеристики углеродных наноматериалов, полученных при различных временных параметрах синтеза на основании рентгеновской дифрактометрии, КР-спектроскопии и сканирующей микроскопии. По данным КР-спектроскопии и рентгеновского рассеяния рассчитано, что размеры кристаллита нанотрубок находятся в пределах от 9 до 38 нм. Размер кристаллита нанотрубок при длительности времени синтеза 90 минут остается минимальным в сравнении с другими образцами, что подтверждается в том числе и разными методами диагностики. По данным рентгеновской дифракции, по формуле Селякова - Шеррера были рассчитаны размеры кристаллитов Lc и Lа , продольное и перпендикулярное направление углеродных слоев. Размеры кристаллитов нанотрубок в результате роста времени синтеза находятся в пределах 9- 12 нм в продольном направлении и 22-38 нм в перпендикулярном направлении. Дифракционные картины образцов не отражают наличие существенного количества графита, строение интенсивностей которого преимущественно в пиках (002) и (004), характерны для нанотрубок. В результате применения в качестве компонента-модификатора нанотрубок с длительностью синтеза от 40 до 90 минут наблюдается увеличение эксплуатационных показателей композита до 20-25 % относительно контрольного образца.

Об авторах

Юрий Николаевич Толчков

Тамбовский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: tolschkow@mail.ru
ORCID iD: 0009-0001-2656-1434

соискатель кафедры техники и технологии производства нанопродуктов

Тамбов, Российская Федерация

Список литературы

  1. Iakoubovskii K. Techniques of aligning carbon nanotubes. Central European Journal of Physics. 2009;7(4):645 https://doi.org/10.2478/s11534-009-0072-2
  2. Zhu Y.Q., Zhang H.G., Zhang J.H., Liang J., Gao Z.D., Wei B.Q., Wu D.H., Hui M.J. X-ray diffraction study of carbon microtubules. Journal of Materials Science Letters. 1994;13:1104–1105. https://doi.org/10.1007/BF00633527
  3. Cao A., Xu C., Liang J., Wu D., Wei B. X-ray diffraction characterization on the alignment degree of carbon nanotubes. Chemical Physics Letters. 2001;344:13–17. https://doi.org/10.1016/S0009-2614(01)00671-6
  4. Koloczeka J., Haweleka L., Buriana A., Dore J.C., Honkimäki V., Kyotani T. Modelling studies of carbon nano- tubes — Comparison of simulations and X-ray diffraction data. Journal of Alloys and Compounds. 2005;401(1):46–50. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2005.02.068
  5. Reznik D., Olk C.H., Neumann D.A., Copley J.R. X-ray powder diffraction from carbon nanotubes and nanoparticles. Physical Review B. 1995;52(1):116–124. https://doi.org/10.1103/physrevb.52.116
  6. Obedkov A.M., Petrova O.V., Nekipelov S.V., Kaverin B.S., Semenov N.M., Gusev S.A. X-ray and synchrotron studies of heterogeneous systems based on multi-walled carbon nanotubes. Nanophysics and nanoelectronics: Proceedings of the XVIII International Symposium. Nizhny Novgorod, March 10-14, 2014. Nizhny Novgorod, 2014:18-1:337–338. (In Russ.) EDN: WBXTVX
  7. Belenkov E.A., Baitinger E.M., Permyakov O.V. On the structure of a carbon deposit containing nanotubes. Chemical physics and mesoscopy. 2000;2:155–163. (In Russ.) EDN: MIILNM
  8. Neverov V.S. The use of graphics processors for modeling the diffraction characteristics of nanoscale structures. Modern information technologies and IT-education. 2011;7:973–982. (In Russ.) EDN: TJTXBD
  9. Billinge S.J.L., Levin I. The Problem with Determining Atomic Structure at the Nanoscale. Science. 2007; 316(5824):561–565. https://doi.org/10.1126/science.1135080
  10. Abyzov A.M., Ivanova E.A., Smirnov E.P. Raman spectroscopic study of sp2-carbon materials. Inorganic Materials. 1987;23(10):1664–1668.
  11. Ferrari A.C., Meyer J.C., Scardaci V., Casiraghi C., Lazzeri M., Mauri F., Piscanec S., Jiang D., Novoselov K.S., Roth S., Geim A.K. Raman spectrum of graphene and graphene layers. Physical review letters. 2006;97(18):187401–187403. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.97.187401
  12. Saito R., Jorio A., Souza Filho A.G., Grueneis A., Pimenta M.A., Dresselhaus G. Dispersive Raman spectra observed in graphite and single wall carbon nanotubes. Physica B: Condensed Matter. 2002;323(1–4):100–106. https://doi.org/10.1016/S0921-4526(02)00992-4
  13. Bukalov S.S., Mikhalitsyna L.A., Zubavichus Ya.V., Leites L.A., Novikov Yu.N. Investigation of the structure of graphite and some other sp2 carbon materials by Raman microscopy and X-ray diffractometry. Rossijskij himicheskij zhurnal [Russian chemical journal]. 2006;1(1):83–91. (In Russ.) EDN: HTUULH
  14. Martins Ferreira E.H., Moutinho M.V.O., Stavale F., Lucchese M.M., Capaz R.B., Achete C.A., Jorio A. Evolution of the Raman Spectra from Single-, Few-, and Many-Layer Graphene with Increasing Disorder. Physical Review B. 2010;82(12):125429. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.82.125429
  15. Bokova-Sirosh S.N., Pershina A.V., Kuznetsov V.L., Ishchenko A.V., Moseenkov S.I., Orekhov A.S., Obraztsova E.D. Raman Spectra for characterization of onion-like carbon. Journal of Nanoelectronics and Optoelectronics. 2013;8(1):105– 108. https://doi.org/10.1166/jno.2013.1444
  16. Kuznetsov V.L., Bokova-Sirosh S.N., Moseenkov S.I., Ishchenko A.V., Krasnikov D.V., Kazakova M.A., Roma- nenko A.I., Tkachev E.N., Obraztsova E.D. Raman spectra for characterization of defective CVD multi-walled carbon nanotubes. Physica status solidi (b): Basic solid state physics. 2014;251(12):2444–2450. https://doi.org/10.1002/pssb.201451195
  17. Tolchkov Yu.N. Analysis of structural parameters of carbon nanomaterials “Taunit” by raman scattering of light. Materialovedenie [Materials science]. 2022;10:38–47. (In Russ.) https://doi.org/10.31044/1684-579X-2022-0-10-38-47
  18. Tolchkov Yu.N., Mikhaleva Z.A., Tkachev A.G. Inoculation of building materials by carbon nanotubes. Concrete Technologies. 2012;7–8(72–73):65–66. (In Russ.) EDN: SYTIKP
  19. Tkachev A.G., Sldozyan R.D.A., Mikhaleva Z.A., Tolchkov Yu.N. Assessment of the effect of a modifier based on carbon nanotubes with surfactants on the physicomechanical characteristics of building composites. Transactions of the TSTU. 2019;25(4):660–670. (In Russ.) https://doi.org/10.17277/vestnik.2019.04.pp.660-670

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».