Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Процесс получения пространственно упорядоченных пироуглеродных структур водородным восстановлением тетрахлорида углерода

Диссертация: Процесс получения пространственно упорядоченных пироуглеродных структур водородным восстановлением тетрахлорида углерода
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Установлено, что путем увеличения количества подводимой реакционной смеси на единицу поверхности подложки и создания в пограничном слое сильного градиента температуры, скорость осаждения увеличена на полтора — два порядка по сравнению с аналогами при сохранении микрокристаллической структуры, газонепроницаемости покрытия и чистоты целевого продукта. Разработаны научные принципы и практические… Читать ещё >

Процесс получения пространственно упорядоченных пироуглеродных структур водородным восстановлением тетрахлорида углерода (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • ВВЕДЕНИЕ
  • 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.8 1.1 Пиролитический углерод. Его практическое значение
  • Структура и свойства
    • 1. 1. 1. Характеристика пироуглеродных материалов
    • 1. 1. 2. Практическая значимость пиролитического углерода
    • 1. 1. 3. Структура пиролитического углерода
      • 1. 1. 3. 1. Идеальные структуры графита
      • 1. 1. 3. 2. Кристаллографические формы углерода
      • 1. 1. 3. 3. Структура и свойства пироуглерода
    • 1. 2. Особенности промышленного способа производства углеродных материалов
      • 1. 2. 1. Высокотемпературная обработка углеродных материалов
      • 1. 2. 2. Углеродные волокна и ткани
        • 1. 2. 2. 1. Технология и свойства углеродных волокон
        • 1. 2. 2. 2. Пиролитические углеродные волокна
    • 1. 3. Методы нанесения пироуглеродных покрытий
      • 1. 3. 1. Объемное уплотнение углеродных материалов пиролитическим г углеродом
      • 1. 3. 2. Характеристика методов получения пироуглеродных покрытий —
      • 1. 3. 3. Механизм и кинетика образования пироуглерода

Развитие приоритетных направлений науки, технологий и техники, критических технологий Российской Федерации, инновационной базы экономики состоит прежде всего в создании новых материалов. Очевидно, что достигнутый уровень свойств материалов во многом определяет реализацию практически любой научно-технической идеи, создание конкурентоспособной, современной техники.

В перспективе создание новых технологий и изделий будет обеспечиваться современными материалами, высокие характеристики которых достигаются изменениями на молекулярном и атомарном уровнях. Мировая практика научно-технического прогресса свидетельствует о превалирующем значении научных исследований в области материаловедения—основным содержанием научно-технического прогресса современности является решение проблем создания новых материалов, обеспечивающих разработку научных основ принципиально новых и значительно более эффективных технологий, базирующихся на новейших достижениях конструирования материалов и в десятки раз превосходящих по основным технико-экономическим показателям традиционные технологии промышленных производств.

Критический анализ зарубежной и отечественной научно-технической и патентной информации на глубину 20 — 30 лет и прогнозов на перспективу 10−15 лет свидетельствует о постоянном росте как объема научных исследований, так и масштабов использования углеродных материалов. Графит, особенно пиролитический углерод (ПУ) и пирографит, принадлежат к числу распространенных, перспективных конструкционных и функциональных материалов, располагая широкой гаммой возможностей применения в различных отраслях науки, технологии и техники.

Целью настоящей работы является создание эффективного низкотемпературного CVD — процесса получения микрокристаллических пространственно упорядоченных пироуглеродных структур (ПУПС) высокой чистоты водородным восстановлением тетрахлорида углерода с повышенной скоростью осаждения и разработка на его основе технологии ПУПС на подложках различной химической природы и конфигурации.

Работа проведена в рамках гранта Президента РФ для поддержки молодых ученых и ведущих научных школ РФ № НШ — 1700.2003.3, Программы фундаментальных исследований ОХНМ РАН «Создание новых металлических, керамических, стекло-, полимерных и композиционных материалов» на 2003 — 2005 гг., в обеспечение выполнения работ по Программе ГНЦ РФ «Гиредмет» по приоритетным направлениям науки и техники РФ на 2002 — 2006 гг. и Проекта МНТЦ№ 1580.

выводы.

1. Впервые проведен термодинамический анализ системы С-С1—Н, позволивший определить границы термодинамической вероятности существования области твердого углерода в исследуемой системе и параметры, обеспечивающие максимальный выход ПУПС: температура процесса 1523 — 1573 К, мольное соотношение CCU: H2= 1: (4 — 50).

2. Установлен эффект трехмерного упорядочения структуры пироуглерода низкотемпературного синтеза, связанный с транспортом углерода за счет перемещения газовых составляющих низших соединений углерода и хлора.

3. Установлено, что путем увеличения количества подводимой реакционной смеси на единицу поверхности подложки и создания в пограничном слое сильного градиента температуры, скорость осаждения увеличена на полтора — два порядка по сравнению с аналогами при сохранении микрокристаллической структуры, газонепроницаемости покрытия и чистоты целевого продукта.

4. Разработан и прошел испытания на опытной базе ГНЦ РФ «Гиредмет» эффективный CVD — процесс получения пространственно упорядоченных пироуглеродных структур высокой чистоты водородным восстановлением тетрахлорида углерода в режиме рециркуляции основных компонентов. Получены опытные образцы, соответствующие по степени упорядоченности кристаллической структуры, содержанию лимитируемых примесей и плотности высокотемпературному пиролитическому графиту.

5. Разработаны научные принципы и практические рекомендации осуществления процессов осаждения пространственно упорядоченных пироуглеродных структур, карбида кремния и других углеродосодержащих материалов в едином технологическом рециркуляционном цикле, имеющие патентную защиту Российской Федерации: № 2 149 215, 20.05.2000 г., № 2 199 608, 27.02.2003 г.

Показать весь текст

Список литературы

  1. В.И. Углерод углеродные композиционные материалы. //2-я Межд. конф. «Углерод: фундамент, проблемы науки, материаловедение, технология». Сб. тезисов. 2002. — М. — С.26.ш
  2. Ч. Валентность. М.: «Мир», 1965.
  3. С.В. Атом углерода и искусственный графит. — Челябинск.: Южно-Уральск. книжное изд-во, 1965.
  4. А.С. Углеграфитовые материалы. М.: Энергия, 1979.
  5. Е. //Nature. 1956, — v. 178, — № 4548, — p. 1459.
  6. А.В., Малоголовец В.Г, Новиков Н. В, Пилянкевич А. Н., Шулман JI.A. Полиморфные модификации углерода и нитрида бора. М.: Металлургия, 1994. — 318 с.
  7. А., Кришна П. Полиморфизм и политипизм в кристаллах. Пер. с англ. / Под ред. А. С. Поваренных.- М.: Мир, 1969.
  8. А.Р., Льюис Ф. А. Графит и его кристаллические соединения. Пер. с англ. / Под ред. Е. С. Головиной. М.: Мир, 1965, 256 с.
  9. Saito Y. et al. //Phys. Chem. Solids. 1993. — v.54, — 1849. 10 Agnes Oberlin // Carbon. 2002. — V.40. — № 7.24. — P. 7 — 24.
  10. Deiderich F., Rubin Y., Knobler C.B., Whetten Rh., Schrivor K.E., Houk P1 K.N. and Li J.// Science. 1989. — 245. — 1088.
  11. Greer J.C., Itoh S. and Ihara S. //Chem. Phys. Lett.- 1994-v. 222, 612.
  12. Terrones H., Terrones M and Hsu W.K. //Chem. Soc. Rev. 1995 v. 24. — 341.
  13. Ю.Е., Попов A.M // Успехи физических наук. 1997. -т. 167. -№ 7. -С. 751−773.
  14. Г. М., Калугин В. И. // Конструкционные материалы на основе графита. 1967. № 3. — С.96 — 103.
  15. В.К., Макаров К. И., Теснер П.А.//Химическая промышленность. 1964. -№ 11. -С.8.ф) 17. Марьясин И. Л., Теснер П.А.// Труды ВНИИГАЗ. 1961. № 20. — вып.12. — С.195.
  16. Morinobu Endo, Kensi Takeuchi, Kiyoharu Kobori, Katsushi Takahashi, Harold W. Kroto, A. Sarkar // Carbon. 1995. V. 33. — № 7. — P. 873 — 881.
  17. Roger Taylor, G. John Langley, Harold W. Kroto, David R.M. // Nature. 1993. V. 366. — P. 728 — 731.
  18. A.I., Davis R.F. // Proct. Int. Conf. Recent Dev. Spec. Steels & Hard. Mater. Pretoria. 1982. V.8. — P. 12 -19.
  19. A.N., Pavlovsky I. Yu., Volkov A.P. // Carbon. 1982. V.20. -№ 427.— P. 31−36.
  20. E. // Carbon. 1998. V.25. — № 2. — P.163 — 190
  21. П.А. Образование углерода из углеводородов газовой фазы. М: Химия, 1972.
  22. Ю.Н., Шмакова Е. С., Сушин В. Н. //Изв. АН СССР.
  23. Сер. Неорганические материалы. 1982, т. 18, -№ 5. -с. 792−794.
  24. А.С., Бавер А. И., Смирнов Б. М. и др.//Журнал структурной химии. 1965. — т.6. — № 1. — С.66.
  25. П.А., Тимофеева И.М.// Химическая промышленность. 1962. — № 3. -С. 52.
  26. А. А., Шварцман Л. А. Физическая химия М.: Металлургия, 1987. — 688 с.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!