Влияние фазового состояния катализатора и электрических полей на синтез углеродных нановолокон и нанотрубок
Диссертация
Недавнее открытие новых аллотропных форм углерода привело к появлению научного направления, связанного с поиском путей синтеза и исследованием свойств углеродных наноструктур. Углеродные нанотрубы и нановолокна привлекают к себе особое внимание в связи с их уникальными физико-химическими свойствами и, как следствие, широким спектром возможных путей их практического использования. Свойства… Читать ещё >
Список литературы
- П.В. Фурсиков, Б. П. Тарасов. Каталитический синтез и свойства углеродных нановолокон и нанотрубок. Углеродные наноструктуры для альтернативной энергетики, ISJAEE, 2004, N10(18).
- A.V. Melechko et al. Vertically aligned carbon nanofibers and related structures: Controlled synthesis and directed assembly. Journal of Applied Physics, 2005, V.97, p.41 301−41 301.
- E. Osawa. Kogaku (Kyoto), 1970, V. 25, P. 854 (in Japan).
- А. Бочвар- Г. Гальперн, Докл. АН СССР, 1973, Т. 209, с. 610−612.
- R. F. Curl- R.E. Smalley. Science, 1989, V.242, p. 1139.
- W. Kratschmer, Ld. Lamb, K. Fostiropoulos, Dr. Huffman. Solid C-60 a new form of carbon. Nature, 1990, v. 347, p. 354−358.
- S. Iijima. Helical microtubules of graphitic carbon. Nature (London, United Kingdom), 1991,354, pp. 56−58.2.
- S. Iijima. Direct observations of the tetrahedral bonding in graphitized carbon black by high resolution electron microscopy. J. Cryst. Growth, 1980, 50(3), p. 675−683.
- D. S. Bethune, С. H. Kiang, M. S. de Vries, G. Gorman, R. Savoy, J. Vazquez, and R. Beyers. Cobalt-catalyzed growth of carbon nanotubes with single-atomic-layer walls. Nature, 1993, 363, p. 605−607.
- JI. В. Радушкевич и В. M. Лукьянович. О структуре углерода, образующегося при термическом разложении окиси углерода на железном контакте. ЖФХ, 1952, т. 26, с. 88−95.
- П. Н. Дьячков. Углеродные нанотрубки. Природа, 2000, № 11, с. 23—32.
- М.А. Меретуков и др. Кластеры, структуры и материалы наноразмера: инновационные и технические перспективы. М.: Издательский дом «Руда и Металлы», 2005, 128 стр.
- R. Saito, М. Fujita, G. Dresselhaus et al. Phys. Rev. B. 1992. V.46. P.1804−1811.
- J.W.G. Wildoer, L.C. Venema, A.G. Rinzler et al. Nature. 1998. V.391. P.59−62.
- P. G. Collins, A. Zettl, Hiroshi Bando, Andreas Thess, R. E. Smalley. Nanotube nanodevice. Science, 1997, Vol. 278, no. 5335, p. 100 102.
- G. Overney, W. Zhong, and D. Tomanek. Structural rigidity and low frequency vibrational modes of long carbon tubeles. Zeitschrift fuer Physik D: Atoms, Molecules and Clusters, 1993, 27(1), p. 93−96.
- M. M. J. Treacy, T. W. Ebbesen, and J. M. Gibson. Exeptionally high young’s modulus observed for individual carbon nanotubes. Nature (London), 1996, 381(6584), p. 687−680.
- M.-F. Yu, O. Lourie, M. J. Dyer, K. Moloni, T. F. Kelly, and R. S. Ruoff. Strength and breaking mechanism of multiwalled carbon nanotubes under tensile load. Science (Washington, D. C.), 2000,287(5453), p. 637−640.
- P. J. F. Harris. Carbon nanotubes and related structures: New materials for the 21st century. Cambridge University Press, 1999, p. 296.
- M. Jung, K. Yong Eun, J. K. Lee, Y. J. Baik, K. R. Lee, and J. Wan Park. Growth of carbon nanotubes by chemical vapor deposition. Diamond and Related Materials, 2001, 10(3−7), p. 1235−1240.
- C. J. Lee, J. H. Park, and J. Park. Synthesis of bamboo-shaped multiwalled carbon nanotubes using thermal chemical vapor deposition. Chemical Physics Letters, 2000, 323(5,6), p. 560−565.
- Oleg A. Nerushev, Martin Sveningsson, Lena K.L. Falk, Frank Rohmund. Carbon nanotube films obtained by thermal chemical vapour deposition, J. Mat. Chem., 2001, 11, p. 1122.
- G. S. Choi, Y. S. Cho, S. Y. Hong, J. B. Park, K. H. Son, and D. J. Kim. Carbon nanotubes synthesized by ni-assisted atmospheric pressure thermal chemical vapor deposition. Journal of Applied Physics, 2002, 91(6), p. 3847−3854.
- R. T. K. Baker. Catalytic growth of carbon filaments. Carbon, 1989, 27(3), p.315−23.
- К. Bladh, L. К. L. Falk, and F. Rohmund. On the iron-catalysed growth of single-walled carbon nanotubes and encapsulated metal particles in the gas phase. Applied Physics A: Materials Science and Processing, 2000, 70(3), p. 317−322.
- R.-E. Morjan, V. Maltsev, O. Nerushev, Y. Yao, L.K.L. Falk, E.E.B. Campbell. High growth rates and wall decoration of carbon nanotubes grown by plasma-enhanced chemical vapour deposition. Chem. Phys. Let., 2004, 383, p. 385−390.
- А.Г. Ткачев, И. В. Золотухин. Аппаратура и методы синтеза твердотельных наноструктур монография. М. Машиностроение-1″, 2007, 316 с.
- М. Daenen et al. The wondrous world of carbon nanotubes. Eindhoven: Eindhoven university of technology, 2003, 96 p.
- A.A. Puretzky, D.B. Geoheganl, S. Jessel, I.N. Ivanov, G. Eresl, In situ measurements and modeling of carbon nanotube array growth kinetics during chemical vapor deposition. Appl. Phys. 2005, A 81, p.223−240.
- Chopra Kasturi L. Thin film phenomena. McGraw-Hill, N.-Y, 1969, p.848.
- H. Т. Гладких, С. В. Дукаров, А. П. Крышталь, В. И. Ларин, В. Н. Сухов, С. И. Богатыренко. Поверхностные явления и фазовые превращения в конденсированных пленках. Под ред. проф. Н. Т. Гладких Харьков: ХНУ имени В. Н. Каразина, 2004, 276 с.
- А.И. Гусев, А. А. Ремпель. Нанокристаллические материалы. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2000, 224с.
- F. G. Shi. J. Mater. Res, 1994, V. 9, N 5, p. 1307−1313.
- Q. Jiang, H. Y. Tong, D. T. Hsu, K. Okuyama, and F. G. Shi, Thin Solid Films 1998, 312, p.357.
- Q. Jiang, H. X. Shi, and M. Zhao. Melting thermodynamics of organic nanocrystals. J. Chem. Phys., 1999, Vol. Ill, No. 5, p.2176−2180.
- C.H. Свирская, И. Л. Трубников, A.O. Летовальцев. ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗО-УГЛЕРОД. Ростов на дону 2006.
- Н.М. Бажин, В. А. Иванченко, В. Н. Пармон. Термодинамика для химиков. М.:Химия 2001,408 с.
- A. G. Souza Filho et. al. Stokes and anti-Stokes Raman spectra of small-diameter isolated carbon nanotubes. Physical Review, 2004, В 69, p. 115 428.
- Michael S. Strano, Stephen K. Doom, Erik H. Haroz, Carter Kittrell, Robert H. Hauge, and Richard E. Smalley. Assignment of (n, m) Raman and Optical Features of Metallic SingleWalled Carbon Nanotubes. Nano Lett., 2003, Vol. 3, No. 8, p. 1091.
- Liliane Bokobza. Multiwall carbon nanotube elastomeric composites: A review. Polymer. 2007, V.48, P.4907−4920.
- R. Andrews, M.C. Weisenberger. Carbon nanotube polymer composites. Current Opinion in Solid State and Materials Science, 2004, V.8, p.31−37.
- G.Y. Li, P.M. Wang, X. Zhao. Mechanical behavior and microstructure of cement composites incorporating surface-treated multi-walled carbon nanotubes. Carbon, 2005, V.43, P.1239—1245.
- Amal M.K. Esawi, Mahmoud M. Farag. Carbon nanotube reinforced composites: Potential and current challenges. Materials and Design, 2007, V.28, P.2394−2401.
- Erin Camponeschi, Richard Vance, Marwan Al-Haik, Hamid Garmestani, Rina Tannenbaum. Properties of carbon nanotube-polymer composites aligned in a magnetic field. Carbon, 2007, V.45, P.2037−2046.
- T.-E. Chang, A. Kisliuk, S.M. Rhodes, W.J. Brittain, A.P. Sokolov. Conductivity and mechanical properties of well-dispersed single-wall carbon nanotube/polystyrene composite. Polymer, 2006, V.47, P.7740−7746.
- A.V. Desai, M.A. Haque. Mechanics of the interface for carbon nanotube-polymer composites. Thin-Walled Structures, 2005, V.43, P.1787−1803.
- P. E. Nolan, M. J. Schabel, D. C. Lynch, A. H. Culter. Hydrogen Control of Deposit Morphology. Carbon, 1995, V.33, No. l, P.79−85.
- Seongyop Lim, Seong-Ho Yoon, Yozo Korai, Isao Mochida. Selective synthesis of thin carbon nanofibers: I. Over nickel-iron alloys supported on carbon black. Carbon, 2004, V.42, P. 1765−1781.
- Marcello Marella, Michele Tomaselli. Synthesis of carbon nanofibers and measurements of hydrogen storage. Carbon, 2006, V.44, P.1404−1413.
- Siang-Piao Chai, Sharif Hussein Sharif Zein, Abdul Rahman Mohamed. Synthesizing carbon nanotubes and carbon nanofibers over supported-nickel oxide catalysts via catalytic decomposition of methane. Diamond & Related Materials, 2007, V.16, P. 1656−1664.
- Miho Maruyama, Takayuki Fukasawa, Seiichi Suenaga, Yasuhiro Goto. Vapor-grown carbon nanofibers synthesized from a Fe203-A1203 composite catalyst. Journal of the European Ceramic Society, 2004, V.24, P.46368.
- F. Ernst, Y. Cao, G.M. Michal. Carbides in low-temperature-carburized stainless steels. Acta Materialia, 2004, V.52, P. 1469−1477.
- Р.И. Кузнецов, В. И. Быков, В. П. Чернышев и др. Пластическая деформация твердых тел под давлением. Свердловск: ИФМ УНЦ РАН, 1982.
- R.Z. Valiev, A.V. Korznikov, R.R. Mulyukov. Mater. Sc. Engin., 1993, V. A186, P. 141.
- Г. А. Салищев, O.P. Валиахметов, P.M. Галлеев, С. П. Малышева. Металлы, 1996, № 4, C.86.
- J.R. Bradley and G.G. Tibbetts. Improved yield of carbon fibers by pyrolysis of natural gas in stainless steel tubes. Carbon, 1985, V. 23, No 4, p. 423−430.
- Chao-Yi Lin, Wen-Ta Tsai. Nano-sized carbon filament formation during metal dusting of stainless steel. Materials Chemistry and Physics, 2003, 82, p.929−936.
- P. Tribolet, L. Kiwi-Minsker. Carbon nanofibers grown on metallic filters as novel catalytic materials. Catalysis Today, 2005, 102−103, p. 15−22.
- A. P. Караева, E. А. Долгова, Д. Н. Харитонов, И. А. Маслов, А. А. Каменев, В. Ф. Третьяков, В. З. Мордкович. Активность Ni и Fe в синтезе наноуглерода при каталитической конверсии метана. Рос. Хим. Ж., 2006, Т. 1, № 1.
- D. Porwal, К. Mukhopadhyay, К. Ram, G.N. Mathur. Investigation of the synthesis strategy of CNTs from CCVD by thermal analysis. Thermochimica Acta, 2007, 463, p.53−59.
- B. Kitiyanan, W.E. Alvarez, J.H. Harwell, D.E. Resasco. Chem. Phys. Lett., 2000, 317, p.497−503.
- Ф.Ф. Химушин. Нержавеющие стали. Изд. Металлургия, 1967, 798 с.
- F. Ernst, Y. Cao, G.M. Michal, А.Н. Heuer. Carbide precipitation in austenitic stainless steel carburized at low temperature. Acta Materialia, 2007, T.55, P.1895−1906.
- Kurt W. Kolasinski. Catalytic growth of nanowires: Vapor-liquid-solid, vapor-solid-solid, solution-liquid-solid and solid-liquid-solid growth. Current Opinion in Solid State and Materials Science, 2006, V.10, P.182−191.
- O.A. Nerushev, S. Dittmer, R.E. Morjan, et al. Particle size dependence and model for iron-catalyzed growth of carbon nanotubes by thermal chemical vapor deposition. Journal of Applied Physics, 2003, V. 93, Issues 7, P.4185−4190.
- P. Chen, H.-B. Zhang, G.-D. Lin et al. Carbon, 1997, V.35, No.10−11, P.1495−1501.
- O. A. Nerushev, S. Dittmar, R.-E. Morjan et al. J. Appl. Phys. 2003. V. 93. P. 4185−4190.
- C. L. Cheung, A. Kurtz, H. Park, and С. M. Lieber. J. Phys. Chem. В., 2002, V. 106, P. 2429.
- V.N. Parmon. Catalysis Letters, 1996, V. 42, P. 195−199.
- Bharat Bhushan. Springer Handbook of Nanotechnology. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2004.
- Peter E. Nolan, Michael J. Schabel, David C. Lynch. Hydrogen control of carbon deposit morphology. Carbon, 1995, Vol. 33, No. 1, p.79−85.
- Aiqin Jiang, et. al. Phys. Rev. В., 2007, V. 75, p.205 426.
- Feng Ding, Kim Bolton and Arne Rose n. J. Vac. Sci. Technol., 2004, A. 22(4), P. 14 711 476.
- R Avetik et al. Appl. Phys. Lett., 2007, V. 90, p. 163 120.
- A A. Puretzky, D.B. Geohegan, S. Jesse et al. Appl. Phys. A., 2005, V. 81, p.223−240.
- W. Callister. Materials Science and Engineering: An Introduction, 5th ed. Wiley, New York, 1999.
- H. Kuzmany, W. Plank, M. Hulman et al. European Physical Journal B: Condensed Matter Physics, 2001, V. 22(3), P. 307−320.
- Martin Sveningsson. Field Emission from Multi-Walled Carbon Nanotubes. Chalmers Universyty of Technology.
- Raluca Elena Morgan. Growth Study of Multiwall Carbon Nanotubes by CVD Methods. Chalmers Universyty of Technology.
- Д. Ландау, E. M. Лифшиц. Теоретическая физика. Т. 8. М.: Наука, 1982.
- V. Yaroshenko, S. Ratynskaia, S. Khrapak, M. H. Thoma, М. Kretschmer, Н. Hofher, and G. E. Morfill, A. Zobnin, A. Usachev, O. Petrov, and V. Fortov. Determination of the iondrag force in a complex plasma. Physics of Plasmas, 2005, 12, p.93 503.
- Л. Д. Ландау, E. M. Лифшиц. Теоретическая физика. Т. 10. М.: Физматлит, 2001.
- Michael Keidar, Igor Levchenko, Tamir Arbel, Myriam Alexander, Anthony M. Waas, and Kostya Ken Ostrikov. Magnetic-field-enhanced synthesis of single-wall carbon nanotubes in arc discharge. J. Appl. Phys., 2008, 103, p.94 318.
- Б. M. Смирнов. Аэрозоли в газе и плазме. Учебное пособие. М.: ИВТАН, 1990, 104 с.
- Jean-Marc Bonard et al. Growth of carbon nanotubes characterized by field emission measurements during chemical vapor deposition. Physical Review, 2003, В 67, p.85 412.