Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Polymerní nanomateriály P319. Zač je toho uhlík pokračování - grafit - diamant - fullereny, fullerity, fulleridy - uhlíkatá vlákna - nanotrubičky.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Polymerní nanomateriály P319. Zač je toho uhlík pokračování - grafit - diamant - fullereny, fullerity, fulleridy - uhlíkatá vlákna - nanotrubičky."— Transkript prezentace:

1 Polymerní nanomateriály P319

2 Zač je toho uhlík pokračování - grafit - diamant - fullereny, fullerity, fulleridy - uhlíkatá vlákna - nanotrubičky

3 Fulleren Pojmenováno podle Richarda Buckminstera Fullera, který se zabýval stavbou kulových staveb. C 60 popsán v r. 1985, Nobelova cena za chemii v r (H. Kroto, R.Curl, R.F.Smalley) molekula C 60

4 Fullereny fulleren - počet izomerů C C C C C C C bca Izomery C 80 G.A.Dolgonos, G.H.Peslherbe, Chem. Phys. Lett 398 (2004)

5 Fullereny způsoby přípravy Použití plazmatu či ohřevu v inertní atmosféře - obloukový výboj mezi C elektrodami - laserová ablace C terče - odporové zahřívání C tyče - oxidační spalování z prekurzorů Odporové zahřívání Y-K.Choi, H-S. Im, K-W. Jung, Int. J. Mass Spec. 189 (1999) Obloukový výboj es/chemistry/laureates/1996/illpres/c arbon.html /evaporacion_resistencia.html Laserová ablace

6 Fullereny čištění - Rozpouštěcí metoda - fulleren do roztoku (toluen), saze nerozpustné, následná filtrace nebo dekantace - Sublimační metoda - ohřev v křemenné trubici (He atmosféra) - fullereny sublimují a kondenzují na studených částech, saze zůstávají v teplých místech - Chromatografie

7 Fullerity Fullerit z vrstev C 70 - čtverečná Teplota a tlak - snižování mřížových parametrů, vznik jiných struktur (romboedrická u C 60 ). Fullerit z vrstev C 60 - kubická V.D. Blank, B.A. Kulnitskiy, O.M. Zhigalina, Carbon 38 (2000), Fullereny tvořící krystalické struktury

8 Fulleridy Fullereny či fullerity dopované cizími atomy či organickými molekulami - endoedrické - substituční - exoedrické ng/ergebnisse/fullerene.htm

9 Uhlíkatá vlákna Mechanické vlastnosti - dle stupně uspořádání (s teplotou konečné přípravy roste uspořádanost, stoupá youngův modul pružnosti, tepelná i elektrická vodivost, klesá pevnost v tahu) Hlavní prekurzory pro výrobu: PAN dehet, smola, hedvábí

10 Uhlíkatá vlákna deformace Youngův modul pružnosti (Hookeův zákon) napětí

11 Uhlíkatá vlákna Podle Z.Weiss et al. Nanostruktura uhlíkatých materiálů (2005) ISBN Základní dělení do 3 typů: Typ I - HM vlákna (High Modulus) Vysoký stupeň orientace grafenových vrstev podél osy vláken Vlastnosti některých HM vláken: Typ II - HS vlákna (High Strenght) Spíše náhodná orientace vrstev Vlastnosti některých HS vláken: Typ III - IM vlákna (Intermediate) Přechodový typ SurovinaVláknoVýrobceE [Gpa]σ [GPa]ρ [g.cm -3 ] SmolaP-100Amoco7242,242,15 SmolaE-105DuPont7243,312,17 PANGY-70BASF/Celion5171,861,96 SurovinaVláknoVýrobceE [Gpa]σ [GPa]ρ [g.cm -3 ] PANAS-4Herkules2313,641,80 PANT-40Amoco2903,451,78 PANT-1000Amoco až 71,75 M. Shioya, M. Nakatani, Composites Science and Technology 60 (2000)

12 Uhlíkatá vlákna Výroba Výrobní postupy melt spinning (vytlačování z taveniny) wet spinning (mokré zvlákňování) dry spinning (suché zvlákňování) Podle prekurzoru a cílových vlastností a struktury je zvolena metoda

13 Uhlíkatá vlákna Výroba PAN – stabilizace Z.Weiss et al. Nanostruktura uhlíkatých materiálů (2005) ISBN PAN – wet spinning

14 Uhlíkatá vlákna Výroba M. Shioya, M. Nakatani, Composites Science and Technology 60 (2000) Z.Weiss et al. Nanostruktura uhlíkatých materiálů (2005) ISBN

15 Uhlíkatá vlákna Výroba D.D.Edie, Carbon 39 (1998) Smola, mezofáze – melt spinning Z.Weiss et al. Nanostruktura uhlíkatých materiálů (2005) ISBN

16 Nanotubulární uhlík Poprvé popsán v r (Iijima, Nature 354, p.56-58) - nalezen na povrchu uhlíkových elektrod po elektrickém výboji Trubička z uhlíkových atomů s průměrem v řádu nm. - SWNT (single wall nano tube) - MWNT (multiwall nano tube). Z.Weiss et al. Nanostruktura uhlíkatých materiálů (2005) ISBN

17 Nanotubulární uhlík. ease/gecko-feet.htm htm htm /Carbon_Nanotubes.html

18 Nanotubulární uhlík. Vysoká pevnost v tahu (SWNT cca 60GPa) Předpokládané mechanismy růstu CNT

19 Nanotubulární uhlík Syntéza. Prekurzory v pevném nebo plynném stavu Pevný prekurzor - obloukový výboj, laserová ablace, solární pec Plynný prekurzor - CVD (Chemical vapor deposition) - použití plazmatu, katalyzátorů a) pevný katalyzátor + plynný prekurzor b) plynný katalyzátor + plynný prekurzor Čištění Ohřev v oxidační atmosféře - hoření hlavně uhlíkatých částic - zbudou CNT Oxidace v silných kyselinách Rozpuštění v polární kapalině - centrifugace


Stáhnout ppt "Polymerní nanomateriály P319. Zač je toho uhlík pokračování - grafit - diamant - fullereny, fullerity, fulleridy - uhlíkatá vlákna - nanotrubičky."

Podobné prezentace


Reklamy Google