Ефект термовакуумного диспергування графіту

Анотація

Здійснено науково-технічну розробку екологічно чистого, високопродуктивного термовакуумного методу безперервного виробництва нанодисперсних порошків, що виконано на підставі об'єднання процесу вакуумування і швидкісного термічного нагріву. Проведено аналіз фізичних процесів в термовакуумній установці, що впливають на частинки вихідного матеріалу. Проведено термовакуумну обробку графіту марки С1 з вихідним розміром частинок у 1…2 мм. Для дослідження структурного складу матеріалу в початковому стані і обробленого в термовакуумній установці застосовано рентгеноструктурний аналіз та електронну мікроскопію. Згідно з результатами рентгеноструктурних досліджень, вихідний графіт марки С1 має дві відомі структурні модифікації: гексагональну з періодами решітки a_o = 0.2461 нм, c_o = 0.6705 нм і ромбоедричну з вмістом близько 30% та з періодами a = 0.2461 нм и c = 1.003 нм (полуторне значення періоду c_o основної структури графіту). Поєднання цих фаз спостерігалося в основі складу графіту С1 після обробки в термовакуумній установці. Крім цього додатково виявлено надструктурну ромбоедричну фазу з періодами a = 2a_o = 0.492 нм і c = (3/2)c_o = 1.003 нм. Виявлено також фазу з моноклінною структурою і з параметрами a = 0.6075 нм; b = 0.4477 нм; c = 0.4913 нм; β = 99.6° – імовірно, з наявністю в структурі атомів заліза. Результати аналізу і розрахунків в цілому узгоджуються з ПЕМ-знімками зворотної кристалічної гратки обробленого графіту. В результаті відзначено, що вихідний порошок графіту піддався дробленню до розмірів 2…40 нм з частковою зміною структури та з проявом форм, подібних багатошаровим нанотрубкам і фулеренам. Також відзначається, що в цьому процесі беруть участь термодеформаційні ефекти, що дозволяє значно прискорити процес отримання нанодисперсного вуглецевого матеріалу з новими фізико-хімічними і механічними властивостями. Отримані результати можуть знайти широке застосування для промислового виробництва нанодисперсних матеріалів.