Автореферат (1097987), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Ломоносова, врамках проектов РФФИ: № 94-02-05666а; № 95-03-09820а; № 98-03-32615а; №98-03-32679а; №01-03-33308а, грантов министерства Промышленности, Наукии Технологии РФ (государственный контракт № 02.190.11.01) и МинистерстваОбразования и Науки РФ (государственный контракт № 02.467.11.2006).Полученные в диссертационной работе результаты послужили основойдля создания нового направления – фермиология ИСГ и вносят вклад в развитие физических представлений о транспортных свойствах носителей заряда,особенностях электрон-фононного, фонон-фононного взаимодействия в слоистых кристаллах, могут служить научной основой для дальнейших экспериментальных и теоретических исследований в области физики и химии низкоразмерных систем, а также использоваться для создания многофункциональных материалов на основе интеркалированных соединений графита.Апробация работы.
Материалы диссертации докладывались на всесоюзных, международных совещаниях, семинарах, конференциях:Всесоюзных совещаниях по физике низких температур (ХХII- Кишинев,1982 г., ХХIII - Таллин, 1984 г., XXIX - Казань, 1992 г., XXX - Дубна, 1994 г,9ХХХI - Москва, 1998 г.); 10 межвузовской конференции «Химия и физикатвердого тела» (Ленинград, 1983 г.); Республиканском межвузовском совещании «Физика композиционных и анизотропных материалов» (Челябинск,1983 г.); 8 республиканском семинаре «Влияние высокого давления на вещество» (Киев, 1983 г.); школе-семинаре «Физика и химия интеркалированных идругих квазидвумерных систем» (Харьков, 1985 г.); Всесоюзном совещании"Применение высоких давлений для получения новых материалов и созданияинтенсивных процессов химических технологий" (Москва, 1986 г.); XI международной конференции «Высокие давления в науке и технологии» (Киев,1987 г.); II школе-семинаре «Физика и химия рыхлых и слоистых кристаллических структур» (Харьков, 1988 г); IV Всесоюзной конференции по химиикластерных соединений (Душанбе, 1989 г.); Первой Всесоюзной конференции«Химия и физика соединений внедрения» (Ростов-на-Дону, 1990 г.); Международных европейских углеродных конференциях (Эссен, Германия, 1992 г.;Ньюкасл, Англия, 1996 г.; Берлин, Германия, 2000 г.); международных конференциях материаловедческого общества (IUMRS-ICA-97, Чиба, Япония,1997 г.; IUMRS-ICA-99, Пекин, Китай, 1999 г.); 7 Международном семинарепо соединениям внедрения (Пардубице, Чехия,1997 г.); Международной конференции «Фуллерены и атомные кластеры» (IWFAC-99, Санкт-Петербург,1999 г.); Выставках-семинарах «Новые перспективные сверхтвердые и углеродные материалы» (София, Болгария, 2004 г., Хельсинки, Финляндия,2005 г., Братислава, Словакия, 2007 г.); Международном форуме по нанотехнологиям (Москва, 2008 г.); Международной конференции по углероду (Carbon-2010, Клемсон, США), четвертой международной конференции по нанонауке и нанотехнологии (Гавана, Куба, 2012 г.); Международных конференциях «Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология» (Москва, 2003 г., 2004 г., 2005 г., 2006 г., Троицк, 2009 г., 2012 г., 2014 г.,Суздаль, 2010 г., Пермь, 2011 г.); Международных конференциях по соединениям внедрения (ISIC-7, Бельгия, Лювен-ля Нев, 1993 г.; ISIC-8, Ванкувер,Канада, 1995 г.; ISIC-9, Аркашон, Франция, 1997 г.; ISIC-10, Оказаки, Япония,1999 г.; ISIC-11, Москва, Россия, 2001 г.; ISIC-12, Познань, Польша, 2003 г.;ISIC-13, Клермон-Ферран, Франция, 2005 г.; ISIC-14, Сеул, Южная Корея,2007 г., ISIC-15, Пекин, Китай, 2009 г., ISIC-16, Сеч-Уступка, Чехия, 2011 г.,ISIC-17, Cендай, Япония, 2013 г., ISIC-18, Страсбург, Франция, 2015 г.) и др.Публикации.
По теме диссертации опубликовано 59 статей в журналах,рекомендованных ВАК РФ для публикации материалов докторских диссертаций, 80 трудов и тезисов докладов конференций, 7 Авторских свидетельствСССР, более 20 патентов РФ и 2 международных патента. Полный список10публикаций приведен в диссертации, а частичный в конце автореферата.Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения,пяти глав, заключения, приложений, списка цитируемой литературы, включающего 392 наименования, и изложена на 388 страницах машинописноготекста, в том числе 203 рисунка и 39 таблиц.Содержание работы.Во введении обоснованы актуальность темы диссертации, выбор объектов и экспериментальных методов исследования. Формулируются цель и конкретные задачи работы, ее научная новизна и практическая значимость.Первая глава диссертации представляет собой литературный обзор, вкотором описана кристаллическая структура гексагонального и ромбоэдрического графита, турбостратных углеродных материалов, интеркалированныхсоединений графита донорного и акцепторного типа.
Рассмотрены классическая (Рюдорфа-Хофмана) и доменная (Дюма-Эрольда) модели строения интеркалированных соединений графита. Приведена таблица с периодами идентичности (Ic) кристаллической структуры в направлении тригональной оси «с»для некоторых ИСГ акцепторного и донорного типа. Ic = di + (N-1)·d0, где di –толщина заполненного интеркалятом слоя, N – номер ступени, d0=3,35Å –расстояние между двумя ближайшими слоями атомов углерода в графите. Номер ступени (N) определяется порядком чередования слоев углерода и интеркалята и равен числу графенов между двумя слоями внедренного вещества.Описана зонная структура графита: модель Слончевского-ВейсаМакклюра и модель энергетического спектра интеркалированных соединенийграфита акцепторного типа низких ступеней – модель Блиновского-Риго [4].Закон дисперсии носителей заряда для интеркалированных соединений графита акцепторного типа низких ступеней в этой модели записывается в виде:32(N=1) : Ec,v (k ) 0 bk ,(1);(N=2):EV1, 2 1 1 12 9b02 02 k 2 , (2),2где индекс «с» относится к зоне проводимости, а «v» к валентной зоне,0, 1 – параметры модели, имеющие следующий физический смысл: 0 – энергия взаимодействия двух ближайших атомов углерода в слое, 1 – энергиявзаимодействия атомов углерода, принадлежащих соседним слоям, k – волновой вектор, b0 = 1,42Å – расстояние между ближайшими атомами углерода вграфене.
Рассмотрены электрофизические, теплофизические, механическиесвойства искусственных, природных графитов и интеркалированных соединений графита; описана теория электропроводности квазидвумерных графитов.Кратко описаны стандартные методы синтеза интеркалированных соединенийграфита: газофазный, жидкофазный и электрохимический.11Во второй главе описаны методики синтеза образцов моноинтеркалированных и гетероинтеркалированных соединений графита, окисленного графита, терморасширенного графита, графитовых фольг и экспериментальныеметодики и установки, применяемые для решения поставленных задач.Для синтеза ИСГ галогенидов элементов, протонных кислот, галогенов,применяли квазимонокристаллы высокоориентированных пиролитическихграфитов марки УПВ-1Т с углом разориентации кристаллитов по отношениюк оси «с» < 10 и 10< <30, пиролитический углерод марки УПВ-1.
Терморасширенный графит, графитовые фольги, композиционные материалы получались на основе природных графитов различных месторождений. Приведеныфизико-химические показатели использованных графитов (Приложение 1).Описаны новые и усовершенствованные установки, используемые длясинтеза ИСГ, оригинальные методики исследования реакций интеркалирования методами РФА, калориметрии, потенциометрии, электропроводности insitu. Синтез ИСГ хлоридов алюминия, меди, железа, монохлорида и трихлорида йода проводился газофазным методом, а ИСГ брома, пентахлоридасурьмы, серной и азотной кислот (бисульфат и нитрат графита) синтезировались жидкофазным методом.
ИСГ серной кислоты получалось жидкофазнымметодом с участием химических окислителей (K2Cr2O7, (NH4)2S2O8, KMnO4,SO3, HNO3) или при анодной поляризации графита. Окисленный графит получался гидролизом интеркалированных соединений графита азотной и сернойкислот различных ступеней с последующей сушкой до постоянной массы.Гетероинтеркалированные соединения графита типа акцептор-акцепторпервой ступени получались по специально разработанной методике. Сначалагазофазным двухсекционным методом получали интеркалированные соединения графита хлорида меди или хлорида железа (N 2), обладающие достаточно большой химической и термической устойчивостью. На втором этапе проводили довнедрение монохлорида йода жидкофазным методом из расплавамонохлорида йода.
По данным рентгенофазового анализа были определеныпериоды идентичности (Ic) кристаллической структуры в направлении тригональной оси (Табл. 1). Проведение количественного анализа экспериментально определенных интегральных интенсивностей 00l рефлексов гетероинтеркалированного соединения графита позволило, используя программу «EASY00L», написанную специально для слоистых структур (авторы программы:Фатеев О.В., Налимова В.А., Gerard D. [5]), рассчитать распределение профиля электронной плотности (z) вдоль тригональной оси «с» у гетероинтеркалированного соединения графита первой ступени C12FeCl3(ICl)0,75 (Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
