О структурообразующей роли композитных наноматериалов

Abstract

RU: Постановка проблемы. Развитие современной науки и техники предъявляет повышенные требования к материалам конструкционного и функционального назначения. Значительные успехи в этой области были достигнуты с развитием композиционных материалов (КМ) на основе металлов, полимеров, строительных цементных и гипсовых вяжущих. Наибольшее распространение получили металломатричные КМ, упрочненные высокомодульными армирующими частицами, волокнами, усами. По сравнению с традиционными сплавами КМ на их основе отличаются более высокими значениями удельной прочности и жесткости при сохранении или незначительном снижении электро- и теплопроводности, что обеспечивает им конкурентные преимущества в ряде отраслей науки и техники. Несмотря на постоянно возрастающий интерес к нанокомпозитам на различной основе упрочненных углеродных наноструктур (УНС), систематических исследований и последующих технологических решений в данном направлении явно недостаточно. Это связано с новизной данной проблемы, а именно, с тем, что методы обращения с наноматериалами – управление размерами, структурой, фазовым составом, состоянием поверхности и т. д. находятся на стадии накопления фундаментальных знаний. Таким образом, разработка методов получения КМ, упрочненных УНС, и исследование их структуры и свойств является актуальной задачей, представляющей научный и практический интерес. Цель работы  получение углеродных наноматериалов заданной морфологии и структуры для последующего применения в композитных материалах. Вывод. В рамках единой материальной, методологической и приборной базы исследованы процессы структурообразования КМ, проведены исследования структуры и физико-механических свойств КМ.

UK: Постановка проблеми. Розвиток сучасної науки і техніки висуває підвищені вимоги до матеріалів конструкційного і функціонального призначення. Значних успіхів у цій галузі було досягнуто з розвитком композиційних матеріалів (КМ) на основі металів, полімерів, будівельних цементних і гіпсових в'яжучих. Найбільшого поширення набули металоматричні КМ, зміцнені високомодульними армувальними частинками, волокнами, вусами. Порівняно з традиційними сплавами КМ на їх основі відрізняються більш високими значеннями питомої міцності і жорсткості в умовах збереження або незначного зниження електро- і теплопровідності, що забезпечує їм конкурентні переваги в ряді галузей науки і техніки. Незважаючи на постійно зростаючий інтерес до нанокомпозитів на різній основі, зміцнених вуглецевих наноструктур (ВНС), систематичних досліджень і наступних технологічних рішень в даному напрямі явно недостатньо. Це пов'язано з новизною даної проблеми, а саме, з тим, що методи поводження з наноматеріалами – управління розмірами, структурою, фазовим складом, станом поверхні тощо перебувають на стадії накопичення фундаментальних знань. Таким чином, розроблення методів отримання КМ, зміцнених ВНС, і дослідження їх структури і властивостей є актуальним завданням, яке становить науковий і практичний інтерес. Мета роботи - отримання вуглецевих наноматеріалів заданої морфології та структури для подальшого застосування в композитних матеріалах. Висновок. У рамках єдиної матеріальної, методологічної та приладової бази досліджено процеси структуроутворення КМ, проведено дослідження структури і фізико-механічних властивостей КМ.

EN: Raising of problem. The development of modern science and technology places high demands on the materials of the structural and functional applications. Significant progress in this area has been achieved with the development of composite materials (CM) on the basis of metals, polymers construction of cement and gypsum binders. The most widely used metal-KMreinforced high-modulus reinforcing particles, fibers, whiskers. Compared with conventional alloys KM based on them have higher values of specific strength and stiffness, while maintaining or slightly reducing electrical and thermal conductivity, which gives them a competitive advantage in a number of fields of science and technology. Despite the growing interest in the nanocomposites based on various reinforced carbon nanostructures (СNS), systematic research and subsequent technological solutions in this area is not enough. This is due to the novelty of the problem, namely the fact that the methods of treatment of nanomaterials - control the size, structure, phase composition, surface condition, etc. They are in the process of accumulation of basic knowledge. Thus, the development of methods for obtaining the CM, СNS strengthened, and the study of their structure and properties is an important task, representing the scientific and practical interest. Purpose  obtaining carbon nanomaterials predetermined morphology and structure for their preparation for the subsequent application in composite materials. Conclusion. Within the framework of a single material, methodological and instrument base, the processes of structure formation of the Cabinet, held comprehensive comparative study of the structure and mechanical properties of the CM.