Индекс Пресса Ðîññèè: 83836
Композиты и наноструктуры
ISSN 1999-7590
(Composites and Nanostructures)
Научно-технический журнал
http://www.issp.ac.ru/journal/composites/
Учредители:
ИФТТ РАН
ООО «Научно-техническое предприятие
«Вираж-Центр»
Редакция: ИФТТ РАН
Ðîññèÿ, 142432, ã. Черноголовка Московской îáë.
Òåë./Ôàêñ: +7(49652)22493
http://www.issp.ac.ru
Ведущий редактор: Нелли Анатольевна Прокопенко
Издательство:
ООО НТП «Вираж-Центр»
Ðîññèÿ, 105264, Ìîñêâà, óë. Верхняя Первомайская,
ä. 49, êîðï. 1 офис 401.
Почтовый àäðåññ: Ðîññèÿ, 105043, Ìîñêâà, à/ÿ 29
Òåë.: 7 495 780-94-73
http://www.machizdat.ru
e-mail: virste@dol.ru
Директор журнала
М.А.Мензуллов
В¸рстка
А.А.Мензуллов
Отпечатано: ООО «РПЦ ОФОРТ» г. Москва, пр-кт
Áóä¸ííîãî, 21
Заказ ¹
Тираж 100
Цена договорная
Журнал зарегистрирован Федеральной службой
по надзору в сфере связи и массовых коммуникаций.
Свидетельсво
о регистрации средства массовой
информации ¹ ÔÑ77-33449 от 08.10.2008.
Авторы опубликованных материалов несут полную ответственность
за достоверность привед¸нных сведений, а также за наличие
в них данных, не подлежащих открытой публикации. Материалы
рецензируются.
Перепечатка, все виды копирования и воспроизведения материалов,
публикуемых в журнале, осуществляются только с
разрешения редакции.
На первой ñòð. îáëîæêè: Ðèñ. 2. (à)- FESEM изображение общего вида
нановолокон; (b,c) - FESEM изображение отдельных волокон в форме
гексагональной призмы и бамбука, соответственно; (d-g)
TEM изображение нановолокон в светлом поле, cтр. 8 статья «Синтез
и морфология наноструктур SiC при карботермическом восстановлении
диоксида кремния».
Èçäà¸òñÿ с 2009 ã.
Главный редактор
С.Т. Милейко
ä-ð òåõí. íàóê, ïðîô., ИФТТ ÐÀÍ, Россия
Редакционная коллегия
М.И. Алымов
чл.-корр. РАН, ИМЕТ РАН, Россия
Р. А. Андриевский
ä-ð ôèç.-ìàò. íàóê, ИПХФ ÐÀÍ, Россия
Ю.О. Бахвалов
д-р техн. наук, ГКНПЦ им. Хруничева, Россия
С.И. Бредихин
ä-ð ôèç.-ìàò. íàóê, ИФТТ ÐÀÍ, Россия
Л.Р. Вишняков
д-р техн. наук, ИПМ НАНУ, Украина
Â. Â. Викулин
проф., ФГУП ОНПП «ТЕХНОЛОГИЯ»
В.М. Кийко
канд. техн. наук, ИФТТ РАН, Россия
Ю.Р. Колобов
ä-ð ôèç.-ìàò. íàóê, ïðîô., ÁåëÃÓ, Россия
В.И. Костиков
чл.-корр. РАН, МИСИС, Россия
А.М. Куперман
ä-ð òåõí. íàóê, ИХФ РАН èì. Í.Í. Ñåì¸íîâà, Россия
С.А. Лурье
ä-ð ôèç.-ìàò. íàóê, ВЦ ÐÀÍ, Россия
Б.Е. Победря
ä-ð ôèç.-ìàò. íàóê, ïðîô., МГУ èì. Ì.Â. Ломоносова, Россия
В.Г. Севастьянов
д-р хим. наук, ИОНХ РАН, Россия
А.В. Серебряков
ä-ð òåõí. íàóê, ïðîô., ИФТТ ÐÀÍ, Россия
A.R. Bunsell
проф., Франция
K. Chawla
проф., США
T-W. Chou
проф., США
George C. Sih
проф., США
Shanyi Du
проф., Китай
T. Ishihara
проф. Япония
A. Kelly
проф., Великобритания
A. Koyama
проф. Япония
W.M. Kriven
проф., США
L.M. Manocha
проф., Индия
V.M. Orera
проф., Испания
H. Schneider
проф., Германия
K. Schulte
проф., Германия
M. Singh
проф., США
H.D. Wagner
проф., Израиль
1
Стр.1
Composites and Nanostructures
http://www.issp.ac.ru/journal/composites/
ISSN 1999-7590
Editor-in-Chief:
Professor S.T. Mileiko,
Institute of Solid State Physics of RAS , Russia
Editorial Board:
Professor M.I. Alymov
A.A. Baikov
Institute of Metallurgy and Materials Science of RAS, Russia
Professor R. A. Andriyevskii
Institute of Problem of Chemical Physics of RAS, Russia
Dr Yu.O. Bakhvalov
Khrunichev State Research and Production Space Center, Russia
Dr S.I. Bredikhin
Institute of Solid State Physics of RAS , Russia
Professor A.R. Bunsell
Ecole Nationale Superieure des Mines de Paris, France
Professor K. Chawla
University of Alabama, USA
Professor T-W. Chou
University of Delawere, USA
Professor T. Ishihara
Japan
Professor Shanyi Du
Harbin Institute of Technology, China
Professor A. Kelly
University of Cambridge, UK
Dr V.M. Kiiko
Institute of Solid State Physics of RAS , Russia
Professor A. Koyama
Kyoto University, Japan
Professor Yu.R. Kolobov
Belgorod State University, Russia
Professor V.I. Kostikov
State Technological University «Moscow Institute of Steel and Alloys»,
Russia
Professor W.M. Kriven
The University of Illinois at Urbana-Champaign, USA
Dr. A.M. Kuperman
Institute of Chemical Physics of RAS , Russia
Professor S.A. Lurie
Dorodnicyn Computing Centre of RAS, Russia
Professor L.M. Manocha
Sardar Patle University, India
Professor V.M. Orera
Instituto de Cinicia de Materiales, Spain
Professor B.E. Pobyedrya
Lomonosov Moscow State University, Russia
Professor H. Schneider
Institute of Crystallography, University of Koeln, Germany
Professor K. Schulte
Technical University Hamburg − Hamburg, Germany
Professor George C. Sih
Lehigh University, Bethlehem, USA
Professor A.V. Serebryakov
Institute of Solid State Physics of RAS , Russia
Professor V.G. Sevastyanov
Institute of General and Inorganic Chemistry of RAS , Russia
Dr M. Sing
NASA Glenn Centre, USA
Professor V.V. Vikulin
FSUE ORPE «TECHNOLOGIYA» State Research Centre of the Russian
Federation, Russia
Dr Leon Vishnyakov
Frantsevich Insnitute for Problems of Materials Science, Ukrain
Professor H.D. Wagner
Weizmann Institute of Science, Israel
2
ISSP RAS:
2, Institutskaya str., Chernogolovka, Moscow district., Russia,
142432
Tel./Fax: +7(49652)22493
http://www.issp.ac.ru/journal/composites/
Editor: Nelli Prokopenko
Publishing House:
STE Virag-Centre LTD
49/1, Verchnyaya Pervomayskaya str., Moscow,
Russia, 105264.
Phone: 7 495 780 94 73
http://www.mashizdat.ru
Director of journal
M.A. Menzullov
Making-up
A.A.Menzullov
Subscriptions: please apply to one of the partners
of JSC «MK-Periodica» in your country or to JSC
«MK-Periodica» directly:
39, Gilyarovsky Street, Moscow Russia, 129110;
Tel: +7(495) 681-9137, 681-9763;
Fax +7(495) 681-3798
E-mail: info@periodicals.ru
http://www.periodicals.ru
(Inquire Komposity i nanostructury)
Photo on the cover: Fig. 2. (à)- FESEM image of the nanowires
(general view); (b,c) FESEM images of the single hexagonal prismshaped
wire and bamboo-like wire, respectively; (d-g) TEM brightfield
images of the nanowires. «Synthesis and Morphology of SiC
nanowires under carbothermal reduction silicon dioxide» p. 8.
Established by:
Solid State Physics Institute
Russian Academy of Sciences
(ISSP RAS)
and
Science Technical Enterprise
«Virag-Centre» LTD
Стр.2
Композиты и наноструктуры
COMPOSITES and NANOSTRUCTURES
СОДЕРЖАНИЕ
Е.А.Кудренко, В.Роддатис, А.А.Жохов, И.И.Зверькова,
И.И.Ходос, Г.А.Емельченко
СИНТЕЗ И МОРФОЛОГИЯ НАНОСТРУКТУР SIC ПРИ КАРБОТЕРМИЧЕСКОМ ВОССТАНОВЛЕНИИ
ДИОКСИДА ÊÐÅÌÍÈß.......................................................................................................................................................... 5
Исследован синтез нанокристаллов SiC методом карботермического восстановления коллоидного диоксида кремния
при температурах 1700, 2100 и 2200Ê. При температуре 1700Ê были получены SiC нановолокна с диаметром от 20 до 200
нм и длиной, достигающей несколько десятков микрон. Рентген-дифракционный анализ (XRD) и просвечивающая электронная
микроскопия (TEM) показали, что волокна имеют преимущественно 3С-SiC структуру с высокой плотностью
дефектов упаковки. Было обнаружено три типа нановолокон: (i)нановолокна с морфологией гексагональной призмы и
осью роста [111]; (ii)-нанопластины с поперечным сечением близким к прямоугольному и направлениями роста [110],
[112], [113] и [331]; (iii) - бамбукообразные нановолокна, состоящие из широких сегментов с совершенной 3Ñ-ñòðóêòóðîé.
Повышение температуры процесса до 2100-2200К привело к радикальному изменению морфологии нанокристаллов
карбида кремния. Проведен термодинамический анализ возможных реакций в исследуемой системе. Особое внимание
уделено местам зарождения и механизмам роста нановолокон (с. 5-22; ил. 13).
Чесноков Â.Â., Чичкань À.Ñ., Зайковский Â.È., Паукштис Å.À., Пармон Â.Í.
ПОЛУЧЕНИЕ ÓÍÒ-SiO2
КОМПОЗИТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОЛИГОМЕТИЛГИДРИДСИЛОКСАНА
В КАЧЕСТВЕ ПРЕДШЕСТВЕННИКА SiO2 ........................................................................................................................................................................................................................................................
23
Разработан метод синтеза УНТ-SiO2 композита с использованием олигометилгидридсилоксана (ОМГС) в качестве предшественника
SiO2
уменьшается примерно на порядок по сравнению с исходными УНТ. Изучены морфология и структура аморфного
оксида кремния, получающегося после окисления УНТ-SiO2
SiO2
ратур 1100-1200 о
композита. Установлено, что в инертной среде УНТ-SiO2
С. Повышение температуры прокалки до 1300 о
ные составляющие: УНТ и частицы SiO2
(ñ. 23-32; èë. 8).
С приводит к разделению УНТ-SiO2
взаимодействия между поверхностью углеродных нанотрубок и нанесенным слоем оксида кремния. Исследовано влияние
пленки оксида кремния на окисление УНТ кислородом. Установлено, что скорость окисления УНТ- SiO2
. Наличие активного водорода в составе олигометилгидридсилоксана позволило достичь химического
композита
композита. Исследована термическая стабильность УНТкомпозит
обладает термической стабильностью до темпекомпозита
на отдельВ.С.Попов,
В.Г.Севастьянов, Н.Т.Кузнецов
ПОЛУЧЕНИЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ПОКРЫТИЙ SnO2
соров покрытий диоксида олова в химическом парофазном осаждении при атмосферном давлении (APCVD) на установке
с индукционным нагревом в зоне деструкции. Полученные покрытия охарактеризованы комплексом физико-химических
методов анализа. Исследована взаимосвязь морфологии покрытий и использовавшихся прекурсоров (с. 33-43; ил. 6).
[Sn(Í2
Î)2
Cl4
]·18Ê6, [Sn(18Ê6)Cl4
], [Sn(Í2
Î)2
Cl4
Л.В. Леснякова, Т.А.Акопова, Г.А.Вихорева, Н.С.Перов, А.Н.Зеленецкий
ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ТВЕРДОФАЗНОГО ПОЛУЧЕНИЯ ПРИВИТЫХ СОПОЛИМЕРОВ ХИТОЗАНА
И ПОЛИВИНИЛОВОГО СПИРТА НА ИХ СТРОЕНИЕ И РАСТВОРИМОСТЬ .................................................................. 44
В условиях воздействия давления и сдвиговых деформаций в опытно-промышленном двухшнековом экструдере получены
водорастворимые привитые сополимеры хитозана и поливинилового спирта. На первой стадии обработке подвергалась
реакционная смесь, состоящая из тв¸рдых NaOH и хитина. К полученному щелочному хитозану добавляли ПВА и
повторно экструдировали. Влияние соотношения компонентов реакционных смесей и ММ исходного ПВА на структуру
и свойства продуктов исследовалось методами элементного анализа, вискозиметрии, ИК-спектроскопии, протонномагнитного
резонанса и гельпроникающей хроматографии (ñ. 44-55; èë. 6).
В.Я.Варшавский, В.А.Морозов
О ГРАФИТИРУЕМОСТИ УГЛЕРОДНЫХ ВОЛОКОН ИЗ ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛЬНЫХ ВОЛОКОН ........................... 56
Методом Риетвелда (полнопрофильного анализа) исследованы структуры графитированных углеродных волокон,
содержащих соединения внедрения бора. Метод Риетвелда подтвердил способность борсодержащих углеродных
волокон к графитации при высокой температуре и позволил выявить, что структура волокон лучше описывается в
ромбоэдрической модели структуры графита (ñ. 56-62 èë. 3).
© ИФТТ РАН «Композиты и íàíîñòðóêòóðû». 2012
3
ЧЕРЕЗ НОВЫЕ ЛЕТУЧИЕ ПРЕКУРСОРЫ
МЕТОДОМ APCVD С ИНДУКЦИОННЫМ НАГРЕВОМ ................................................................................................... 33
Выполнены синтез и идентификация четырех летучих координационных соединений олова: [Sn(АсАс)2
]·15К5. Синтезированные соединения использованы в качестве новых прекурCl2
],
¹
1
2012
Стр.3
¹ 1
2012
Композиты и наноструктуры
COMPOSITES and NANOSTRUCTURES
CONTENS
E.A.Kudrenko, V.Roddatis, A.A.Zhokhov, I.I.Zverkova, I.I.Khodos, G.A.Emelchenko
SYNTHESIS AND MORPHOLOGY OF SIC NANOWIRES UNDER CARBOTHERMAL REDUCTION
SILICON DIOXIDE ................................................................................................................................................................... 5
Synthesis of SiC nanocrystals by carbothermal reduction of colloidal silica at temperature of 1700, 2100 и 2200Ê has been
studied. The nanocrystals at 1700K a shape of nanowires of a diameter between 20 and 200 nm an a length of tens to hundreds
of microns. The X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM) analysis have shown the beta-SiC
structure of the nanowires with a high density of stacking faults.The three types of the nanowires have been found: (i) -
hexagonal nanowires with the [111] growth direction; (ii) -nanobelts with a rectangle-like cross-section and the [110], [112],
[113] or the [331] growth directions; (iii) - «bamboo-like» nanowires, formed by wide segments with the perfect beta-SiC
structure. Enhancing the process temperature up to 2100-2200K leads a major change in the SiCnanocrystal morphology. A
thermodynamic analysis of possible reactions in the system was performed. Special attention was paid to nucleation sites and
growth mechanism of nanowires (p. 5-22; fig. 13).
V.V.Chesnokov, A.S.Chichkan, V.I.Zaikovskii, E.A.Paukshtis, V.N.Parmon
FABRICATION OF CNT-SiO2
COMPOSITES WITH USE
OF OLIGOMETHYLHYDRIDESILOXANE AS THE PRECURSOR OF SiO2 ........................................................................................................................................................
A new method of fabrication of CNT-SiO2
precursor of SiO2
23
composite is developed. The oligomethylhydridesiloxane (OMHS) was used as the
. The presence of active hydrogen in the composition of OMHS made it possible to reach the chemical
interaction between the surface of carbon nanotubes and the deposited layer of the silicon oxide. An effect of the silicon oxide
film on the oxidizing ability of CNT is studied. It is found that the oxidation rate of the CNT-SiO2
approximately by an order of the magnitude in comparison with the virgin CNT. The morphology and structure of the amorphous
silicon oxide obtained after oxidation CNT-SiO2
also studied. It is found that the CNT-SiO2
temperature of head tempering to 1300 o
particles of SiO2 (p.23-32; fig. 8).
V.S.Popov, V.G.Sevastynov, N.T.Kuznetsov
SYNTHESIS OF NANOSTRUCTURED SnO2
COATINGS THROUGH
synthesized and identify. Synthesized compounds were used as new precursors for tin dioxide coatings in atmospheric pressure
chemical vapor deposition (APCVD) at the facility with induction heating in destruction zone. The coatings were characterized with
physicochemical methods of analysis. Relationship of coatings morphology and precursors was investigated (p.33-43; fig. 6).
NEW VOLATILE PRECURSORS BY APÑVD WITH INDUCTION HEATING ....................................................................... 33
In this paper four volatile tin coordination compounds [Sn(˖˖)2
Cl2
], [Sn(Í2
Î)2
Cl4
]·18Ê6, [Sn(18Ê6)Cl4
], [Sn(Í2
Î)2
Cl4
]·15Ê5 were
L.V. Lesnyakova, T.A. Akopova, N.S.Perov, G.A. Vikhoreva, A.N.Zelenetskii
AN EFFECT OF CONDITIONS OF SOLID-STATE SYNTHESIS OF GRAFT COPOLYMERS CHITOSAN
AND POLYVINYL ALCOHOL ON THEIR STRUCTURE AND SOLUBILITY ........................................................................ 44
Water-soluble graft copolymers of chitosan and polyvinyl alcohol were obtained in an experimental twin-screw extruder, in
which pressure and shear strains were applied. On the first stage, the reaction mixture of solid NaOH and chitin was treated. To
a product produced chitosan alkaline PVA was added and re-extruded. An effect of ratio of the components of reaction mixtures
and MM PVA source on structure and properties of the products were examined by elemental analysis, measuring viscosity, IR
spectroscopy, NMR and gel - chromatography (p. 44-55; fig. 6).
ON GRAPHITISING PAN-CARBON FIBRES.......................................................................................................................... 56
X-ray powder diffraction patterns of boron-containing carbon fibres were analysed using the Rietveld method. Rietveld
refinements confirm possibility of carbon fibers contained boron to graphitization at high temperature. A age of the Rietveld
refinement technique allows revealing that the structure of carbon fibres is better described by the rhombohedral model of
graphite structure (p. 56-62; fig. 3).
4
© ИФТТ РАН «Композиты и íàíîñòðóêòóðû». 2012
composite were studied. The thermal stability of the CNT-SiO2
composite is thermally stable up to temperatures of 1100-1200 o
C leads to separation of CNT-SiO2
composite decreases
composite was
C. An increase in the
composite into individual components: CNT and
Стр.4