Общая характеристика наноструктур

Свойства наноматериалов, в том числе эксплуатационные характеристики, во многом определяются их структурой.

По форме для металлических наноматериалов можно выделить следующие основные типы структур (рис.2а,б,в):

а	пластинчатая;
а или б	столбчатая;
в или в	равноосная (нанозерна),     равноосная (включения или поры).

Рис.2.Структура наноматериалов

Наноструктура характеризуется развитой поверхностью раздела (межзеренной границей) (рис.3):

Рис. 3. Доля поверхностей раздела в зависимости от размеров зерна

Структура металополимерных наноситем, как правило, представляет собой полимерную матрицу с металлическими наночастицами.

Другими наиболее распространенными элементами структуры конструкционных наноматериалов являются фуллерены и углеродные нанотрубки.

Фуллерены

Углерод имеет четыре аллотропные модификации: алмаз,графит, карбин и фуллереныLрис.4):

б	графит
а	алмаз
в	карбин (Имеются две химические разновидности карбина: с двойными связями = С = С = С = (b-карбин) и чередующимися одинарными и тройными связями -С = С-С = С- (a-карбин))

Рис.4а,б,в. Аллотропные модификации углерода

Фуллерен – форма углерода, получившая название в честь архитектора Фуллера, проектировавшего дома-купола на основе пяти- и шестиугольных элементов. Фуллерены представляют полые симметричные структуры, замкнутая сферическая поверхность которых образована правильными многоугольниками из углеродных атомов:

Рис. 4,г. Структура фуллеренов, составленных из пяти- и шестиугольных колец углерода. Число атомов С в фуллерене: 28 (а); 32 (б); 50 (в); 60 (г); 70 (д)

Фуллерены существуют в природном виде (например, входят в состав минерала – шунгита) и получают искусственно в плазме дугового разряда.

Фуллерены в высокопрочном чугуне резко улучшают его свойства.

Разрабатываются композиционные материалы из порошка из фуллеренов, залитого жидкой сталью.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: