Электрофизические и магнитные свойства массивов железосодержащих волокнистых углеродных нанокомпозитов

А. Н. Седов$^{1}$, В. В. Холод$^{1}$, С. Н. Махно$^{2}$, О. М. Лисова$^{2}$, Н. В. Абрамов$^{2}$, С. П. Туранская$^{2}$, П. П. Горбик$^{2,3}$

$^{1}$ООО «Фронтерия Украина», ул. Цимлянская, 15, 69008 Запорожье, Украина
$^{2}$Институт химии поверхности им. А. А. Чуйко НАН Украины, ул. Генерала Наумова, 17, 03164 Киев, Украина
$^{3}$Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», просп. Победы, 37, 03056 Киев, Украина

Получена: 10.04.2019. Скачать: PDF

Изучен состав, электрофизические и магнитные свойства массивов железосодержащих волокнистых углеродных нанокомпозитов (ЖВУНК), синтезированных с использованием методов газофазного пиролитического разложения ацетилена и термокаталитического осаждения углерода в присутствии катализаторобразующего железосодержащего концентрата. В составе ЖВУНК обнаружены углеродные нановолокна и многостенные углеродные нанотрубки (внешний диаметр 10–100 нм, длина 100–1000 нм), а также нанокристаллические фазы магнетита, кремнезема, графита, карбида железа, средний размер которых, вычисленный по формуле Шеррера, составляет, соответственно, 33, 52, 15, 29 нм. Синтезированные образцы ЖВУНК активны в процессах поглощения и отражения электромагнитных волн в СВЧ диапазоне 1–80 ГГц. Удельная намагниченность насыщения и коэрцитивная сила зависят от химического состава образцов, увеличиваясь с ростом массовой концентрации железосодержащего компонента. Исследованные ЖВУНК при нагревании на воздухе характеризуются термостабильностью до 300°C. Результаты исследований элементного состава, основных структурных, электрофизических, магнитных характеристик и термической стабильности ЖВУНК свидетельствуют об их перспективности для производства и технических, экологических и технологических применений.

Ключевые слова: железосодержащие углеродные нанокомпозиты, углеродные нановолокна, многостенные углеродные нанотрубки, наночастицы, электрофизические и магнитные свойства.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v41/i09/1153.html

PACS: 61.46.Df, 61.46.Km, 61.48.De, 65.80.-g, 73.63.Fg, 75.20.-g


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. О. М. Івасишин, Є. Г. Лень, В. М. Надутов, В. А. Татаренко, Металлофиз. новейшие технол., 38, № 1: 1 (2016). Crossref
  2. P. Mierczynski, S. V. Dubkov, S. V. Bulyarskii, A. A. Pavlov, S. N. Skorik, A. Y. Trifonov, A. Mierczynska, E. P. Kitsyuk, S. A. Gavrilov, T. P. Maniecki, and D. G. Gromov, J. Mater. Sci. Technol., 34, No. 3: 472 (2018). Crossref
  3. S. Dubkov, I. Gavrilin, A. Dronov, A. Trifonov, A. Dudin, A. Sirotina, D. Gromov, and S. Gavrilov, Materials Today: Proceedings, 5, No. 8, Part 1: 15943 (2018). Crossref
  4. П. П. Горбик, С. М. Махно, І. В. Дубровін, М. В. Абрамов, В. М. Міщенко, Р. В. Мазуренко, А. Л. Петрановська, Є. В. Пилипчук, С. Л. Прокопенко, Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології, 15, № 1: 47 (2017).
  5. М. В. Абрамов, С. П. Туранська, П. П. Горбик, Металлофиз. новейшие технол., 40, № 4: 423 (2018). Crossref
  6. O. M. Lisova, M. V. Abramov, S. M. Makhno, and P. P. Gorbyk, Металлофиз. новейшие технол., 40, № 5: 624 (2018). Crossref
  7. П. В. Ратников, А. П. Силин, УФН, 188: 1249 (2018). Crossref
  8. П. М. Соколов, М. А. Звайгзне, В. А. Кривенков, А. П. Литвин, А. В. Баранов, А. В. Федоров, П. С. Самохвалов, И. Р. Набиев, Успехи химии, 88, № 4: 370 (2019). Crossref
  9. М. В. Абрамов, П. П. Горбик, В. М. Богатирьов, Поверхность, вып. 8 (23): 223 (2016). Crossref
  10. В. М. Богатырев, Н. В. Борисенко, Е. И. Оранская, М. В. Галабурда, С. Н. Махно, П. П. Горбик, Поверхность, вып. 9 (24): 136 (2017). Crossref
  11. С. В. Мищенко, А. Г. Ткачев, Углеродные наноматериалы. Производство, свойства, применение (Москва: Машиностроение: 2008).
  12. Физика поверхности (Ред. М. Т. Картель, В. В. Лобанов) (Киев: Институт химии поверхности им. А. А. Чуйко НАН Украины; ООО «Интерсервис»: 2015), т. 2.
  13. І. В. Уварова, П. П. Горбик, С. В. Горобець, О. А. Іващенко, Н. В. Ульянченко, Наноматеріали медичного призначення (Pед. В. В. Скороход) (Київ: Наукова думка: 2014).
  14. С. В. Горобець, О. Ю. Горобець, П. П. Горбик, І. В. Уварова, Функціональні біо- та наноматеріали медичного призначення (Київ: Кондор: 2018).
  15. M. M. Nishchenko, H. Yu. Mykhailova, G. P. Prikhodko, M. M. Dashevskyi, and O. I. Nakonechna, Металлофиз. новейшие технол., 40, № 6: 749 (2018). Crossref
  16. A. M. Нестеренко, Н. Ф. Колесник, Ю. С. Ахматов, В. И. Сухомлин, О. В. Прилуцкий, Известия АН СССР. Серия Металлы, № 3: 12 (1982).
  17. Е. А. Кац, Энергия: экономика, техника, экология, №№ 3–6 (2008).
  18. А. Г. Кириченко, Н. Ф. Колесник, Восточно-Европейский журнал передовых технологий, 4/6 (52): 12 (2011).
  19. А. Г. Кириченко, Ю. Ф. Терновой, В. О. Панова, Н. В. Личконенко, Металургія, вып. 2 (36): 77 (2016).
  20. Н. Ф. Колесник, А. Г. Кириченко, А. В. Харченко, Металургія, вып. 2 (34): 69 (2016).
  21. C. Wang, V. Murugadoss, J. Kong, Z. He, X. Mai, Q. Shao, Y. Chen, L. Guo, C. Liu, S. Angaiah, and Z. Guo, Carbon, 140: 696 (2018). Crossref
  22. Л. А. Апресян, Д. В. Власов, Т. В. Власова, В. И. Конов, А. А. Климанов, С. В. Терехов, Журнал технической физики, 76, № 12: 92 (2006).
  23. Н. В. Борисенко, В. М. Богатырев, И. В. Дубровин, Н. В. Абрамов, М. В. Гаевая, П. П. Горбик, Физико-химия наноматериалов и супрамолекулярных структур (Ред. А. П. Шпак, П. П. Горбик) (Киев: Наукова думка: 2007), т. 1, с. 394.
  24. T. Yamada, T. Namai, K. Hata, D. N. Futaba, K. Mizuno, J. Fan, M. Yudasaka, M. Yumura, and S. Iijima, Nature Nanotechnology, 1: 131 (2006). Crossref
  25. L. M. Jakubek, S. Marangoudakis, J. Raingo, X. Liu, D. Lipscombe, and R. H. Hurt, Biomaterials, 30: 6351 (2009). Crossref
  26. Н. Ф. Колесник, С. С. Кудиевский, А. Г. Кириченко, О. В. Прилуцкий, Термокаталитический распад монооксида углерода (Запорожье: Изд-во Запорожской государственной инженерной академии: 2006).
  27. K. J. MacKenzie, O. M. Dunens, and A. T. Harris, Industrial & Engineering Chemical Research, 49: 5323 (2010).
  28. A. L. Petranovska, N. V. Abramov, S. P. Turanska, P. P. Gorbyk, A. N. Kaminskiy, and N. V. Kusyak, J. Nanostruct. Chem., 5: 275 (2015). Crossref
  29. N. V. Abramov, S. P. Turanska, A. P. Kusyak, A. L. Petranovska, and P. P. Gorbyk, J. Nanostruct. Chem., 6: 223 (2016). Crossref
  30. П. П. Горбик, М. В. Абрамов, І. В. Дубровін, С. М. Махно, С. П. Туранська, Успехи физ. мет., 18: 59 (2017). Crossref