2.4 Заключение к главе 2
Наноразмерные частицы различного состава, строения, технологии получения, введенные в состав олигомерных, полимерных и совмещенных матриц, оказывают эффективное модифицирующее действие, приводящее к синергическому изменению параметров молекулярной и надмолекулярной структуры, обусловливающему повышение деформационно-прочностных, триботехнических, адгезионных, защитных и других характеристик нанокомпозитов и изделий из них.
Несмотря на большое число исследований, посвященных анализу физико-химических, структурных, технологических и иных аспектов наноматериаловедения и его практических приложений, отсутствуют устоявшиеся критерии, однозначно характеризующие параметры наноразмерных объектов.
На основании пяти различных подходов с использованием в качестве характерного критерия температуры Дебая (D) предложены методы оценки размерных параметров наночастиц, удобные для практического применения.
Осуществлена экспериментальная проверка
полученного аналитического выражения
с использованием собственных результатов
исследований и литературных источников,
которая подтвердила закономерное
применение предложенных авторами
подходов к описанию размерной границы
между нано- и макросостоянием. Рассчитанные
значения максимальных размеров наночастиц
одноэлементных веществ и некоторых
соединений показали эффективность
практического применения предложенной
формулы для оценки границы между нано-
и макросостоянием
(нм), где
температура Дебая.
Предложено аналитическое описание механизма модифицирующего действия низкоразмерных частиц в олигомерных матрицах, основанное на гипотезе эффективного действия поля нескомпенсированного заряда на процессы упорядочения полимерного граничного слоя.
Рассмотрены особенности зарядового состояния наноразмерных частиц различного состава, а также компонентов металлополимерных систем. С применением барьерной модели предложено объяснение эффекта формирования зарядовой мозаики на металлических подложках, обусловленного наличием несовершенств структуры и электронного строения поверхностных слоев.
Рассмотрены особенности механизма модифицирующего действия низкорамерных частиц различного строения, формы и зарядового состояния. Установлено предпочтительное применение в функциональных нанокомпозитах частиц чешуйчатого строения, обеспечивающих оптимальный модифицирующий эффект.
Полученные аналитические выражения и модельные представления позволили сформировать предпосылки для технологических рекомендаций для создания функциональных машиностроительных композитов на основе высокомолекулярных матриц.
Литература к главе 2
Витязь, П.А. Перспективные нанофазные материалы на основе ультрадисперсных алмазов // Теоретические и технологические основы упрочнения и восстановления изделий машиностроения: Сб.н.трудов – Новополоцк: ПГУ, 2001. с. 4-8.
Гусев, А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. М: Физматлит. 2005. 416 с.
Ajayan, P.M., Schadler, L.S., Braun, A.V. Nanocomposite science and technology. Willey - VCY. Gmbh I Co KgaA, 2004. 230 p.
Пул, Ч., Оуэнс, Ф. Нанотехнологии. М.: Техносфера, 2005. 334 с
Каганов, М.И, Ржевский, В.В. Введение в квантовую теорию твердого тела. М.: Изд МГУ, 1967. 143 с.
Ашкрофт, Н., Мермин, Н. Физика твердого тела. М.: МИР, 1979 Т.1. 399 с. Т. 2. 422 с.
Анималу, А. Квантовая теория кристаллических твердых тел М.: МИР, 1981. 574 с.
Киттель ,Ч. Введение в физику твердого тела. М.: Гос. изд. ф-м. Лит, 1967. 696 с.
Stroscio, М.А., Dutta, М. Phonons in nanostructures. Cambridge Univ. Press, 2001 298 p.
Ролдугин, В.И. Самоорганизация наночастиц на межфазных поверхностях. // Успехи химии, 2004. т. 73. № 2. с. 123-156.
Ролдугин, В.И. Свойства фрактальных дисперсных систем.// Успехи химии, 2003. т.72. № 11. с. 1027-1054.
Ролдугин, В.И. Фрактальные структуры в дисперсных системах.//Успехи химии, 2003. т.72. № 10. с. 931-959.
Лиопо, В.А. Габитус нанокристаллов. / Низкоразмерные системы – 2, 2005. в. 4. С. 175-186.
Лиопо, В.А. Геометрические параметры наночастиц. / Низкоразмерные системы-2. Гродно: изд. ГрГУ, 2003. в.3. с. 4-11.
Суздалев, И.П. Физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов. М.:URSS.2006. 410 с.
Новые ресурсосберегающие технологии и композиционные материалы /Ф.Г. Ловшенко, Ф.И. Пантелеенко, А.В. Рогачев и др. М.: Энергоатомиздат. Гомель: БелГУТ, 2004. 519 с.
Натансон, Э.М., Ульберг, З.Р. Коллоидные металлы и металлополимеры. Киев: Навукова думка, 1971. 336 с
Доклад Европейской экономической комиссии по новым материалам. – Женева,1999. 50 с.
Физические аспекты модифицирующего действия природных силикатов в полимерных нанокомпозитах / С.В. Авдейчик, В.А. Лиопо, В.А. Струк и др. //Доклады НАН Беларуси, 2004. Т. 48. № 3. с. 113-116.
Авдейчик, С.В., Овчинников, Е.В., Лиопо, В.А., Струк, В.А. Особенности модифицирующего действия природных силикатов в полимерных композитах /Горная механика, 2004. № 1-2. с. 35-44.
Лиопо, В.А., Струк, В.А., Авдейчик, С.В., Клецко, В.В., Овчинников, Е.В. Модельные представления о механизме модифицирования полимеров слоистыми силикатами /ДНАН Б Т. 49. № 6, 2005. с. 101-105.
Скаскевич, А.А. Структура и технология малонаполненных машиностроительных материалов на основе конструкционных термопластов, модифицированных углеродными нанокластерами: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. Минск, 2000. 18 с.
Авдейчик, СВ., Лиопо, В.А., Струк, В.А. Теоретические аспекты получения низкоразмерных силикатных модификаторов полимерных матриц. //Материалы, технологии, инструменты, 2006. 11. № 4. с. 43-60.
Лиопо, В.А. Теорема Блоха и геометрический критерий наноразмерности. / В.А. Лиопо // Актуальные проблемы физики твердого тела Сб. докл. межд. науч. конф. ФТТ-2007.-23-26.10.2007. Т.2.
Авдейчик, С.В. Полимер-силикатные машино-строительные материалы: физико-химия, технология, применение. / Авдейчик С.В., Лиопо В.А., Струк В.А. и [др.]. Под ред. В.А. Струка, В.Я. Щербы. – Минск: Тэхналогiя, 2007. – 431 с.
Покидько, Б.В. Адсорбированное модифицирование слоистых силикатов для получения полимер-силикатных нанокомпозитов. Дисс. … канд. техн. наук. М.: РГБ, 2005.
Конопляник, А.И. Разработка композиционных материалов на основе эпоксифурановых олигомеров для защитных покрытий деталей горных машин. Дисс. … канд. тех. наук: 05.17.06. – технология и переработка полимеров и композитов. Солигорск, 2003. – с. 146.
Лиопо, В.А. Физические механизмы структурных изменений слюд в зависимости от состава и внешних воздействий. Дисс. … док. ф.-мат. наук. – Минск, 1996. – 270 с.
Даринский, Б.М., Сигов, А.С, Сидоркин, А.С Электрическое поле сегнетоэластиков. // Изв. РАН. Сер. Физ, 2001. – 65, №8. – с. 1147-1149.
Feiler, F., Tammer, М., Geschke, D., Monkman, A.P. Temperature dependence of me space-charge distribution in injection limited conjugated polymer structures.// J. Appl. Phes, 2002. – 91, № П. – с. 9225-9231.
Корецкая, Л.С Атмосферостойкость полимерных материалов. – Мн.: Навука i тэхнiка. 1993. –- 206с
Wagner, А., Kliern, H. Dispersive ionic space charge relaxation in solid polymer erectrolytes.fi: Model and simulation. //J. Appl. Phys, 2002, – 91, № 10, V.l. – с. 6638-3349.
Лачинов, A.H., Салихов. Р.Б., Бунаков, A.A. Особенности переноса заряда в многослойных пленочных структура. // Плёнки-2004: Мат. Меад. науч. конф. Москва, 2004. ч.1. с. 148-150.
Губкин, А.Н. Электреты. М.: Наука, 1978. 263 с.
Мецик, М.С, Щербаченко, Л.А. Электрические свойства слюд. Иркутск: Изд ИГУ, 1990. 328 с.
Гладкий, Г.Ю. Физика диэлектриков. Иркутск: Изд. ИГУ, 2001. 115 с.
Авдейчик, С.В. Функциональные композиционные материалы на основе высоковязких полимерных матриц и наномодификаторов. Дисс. … канд.техн.н. Гродно, 2004. – 120 с.
Струк, В.А. Трибохимическая концепция создания антифрикционных материалов на основе многотоннажно выпускаемых полимерных связующих: Дисс. … докт.техн. наук. Минск, 1988. – 325 с.
Гольдаде, В.А. Ингибиторы изнашивания металлополимерных систем / Гольдаде В.А., Струк В.А., Песецкий С.С. М.: Химия, 1993. 240с.
Лиопо, В.А., Сенько, А.Н., Шелег, А.У. Поверхностные процессы на свежих сколах монокристаллов полупровод-ников системы Tlln(S,Se) // Збip. навук. праць Полт. ДПУ. Полтава, 2005. сер. физ.-мат. наук, В. 8(47). с. 60-66.
Дистлер, Г.И., Власов, В.П., Герасимов, Ю.М. Декорирование, поверхности твердых тел. М.: Наука, 1976. 112 с.
Дистлер, Г.И., Исследования структуры и свойств твердых тел методами декорирования // Изв. АН СССР, сер. физ.наук, 1972. Т. 36. с. 1846-1851.
Дистлер, Г.И. Кристаллизация как матричный репликационный процесс / Рост кристаллов. Ереван: Изд. ЕрГУ, 1975. Т. XI. с. 47-62.
Шерманов, Л.А., Мецик, М.С., Голубь, Л.М. Образование локальных активных центров на поверхности металлов под действием деформации и термообработки / Исследования в области ФТТ. Иркутск: Изд. ИГУ, 1974. В. 2, с. 85-90.
Сенько, А.Н., Авдейчик, С.В. О механизме активизации металлических компонентов металлополимерных систем / Композиционные материалы в промышленности. Мат. 27-й Междун. конф. Ялта. 28.05-01.06.2007. Ялта: iHTT, 2007. С. 59-75.
Дункен, X., Лыгин, В. Квантовая химия адсорбции на поверхности твердых тел. М.: Мир, 1980. 288 с.
Гудман, Ф., Вахман, Г. Динамика рассеяния газа поверхностью М.: Мир, 1980. 423с.
Ашкрофт, Н., Мерлин, Н. Физика твердого тела М.: Мир, 1979. Т.1. 399 с
Китттель, Ч. Квантовая теория твердых тел. М.: Наука, 1961. 491 с.
Лиопо, В.А. Определение максимального размера наночастиц // Вестник ГрГУ, 2007. – сер. 2. - № 1. – с. 50-56.
Лиопо, В.А. Размерная граница между нано- и объемным состояниями: теория и эксперимент. //Вестник ГрГУ, 2007. сер. 2. № 2. с. 65-71.
Крекнел, А., Уонг, К. Поверхность Ферми (понятие поверхности Ферми, ее определение и использование в физике металлов). М.: Атомиздат, 1978. 352 с.
Авдейчик, С.В. Трибохимические технологии функциональных композиционных материалов: Ч. 1,2. / СВ. Авдейчик и [др.]; под ред. В.А. Струка, Ф.Г. Ловшенко. Гродно: ГГАУ, 2007, 2008. 320с., 399с.
Зайцев, А.Л. Физико-химические основы регулирования фрикционного взаимодействие полимеров со спеченными переходными металлами и сплавами. Автореф. дисс. ... д-ра техн. наук: Гомель, 2001. 37с.
Гороховский, Г.А. Поверхностное диспергирование динамически контактирующих полимеров и металлов. / Г.А. Гороховский. Киев: Наукова думка, 1972. 152с.
Адериха, В.Н. Исследование поведения антифрикционных наполненных систем на основе термостойких полимеров в процессе трения в широком интервале температур. Автореф. дисс. ... канд. техн. наук: М., 1982.
Буше, Н.К. Совместимость трущихся поверхностей. / Н.К. Буше, В.В. Копытько У.М.: Наука, 1984. 128c.
Овчинников, Е.В. Тонкие пленки фторсодержащих олигомеров: основы синтеза, свойства и применение. / Е.В. Овчинников, В.А. Струк, В.А. Губанов. Гродно: ГГАУ, 2007. 326с.
Нанокомпозиционные машиностроительные материалы: опыт разработки и применения. / СВ. Авдейчик и [др.]; под ред. В.А. Струка. Гродно: ГрГУ, 2006. 403с.
Бузник, В.М. Металлополимерные нанокомпозиты (получение, свойства, применение). / В.М. Бузник и [др.]. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2005. 260с.
Белый, В.А. Адгезия полимеров к металлам. / В.А. Белый, Н.И. Егоренков, Ю.М. Плескачевский. Минск: Наука и техника, 1971. 286с.
Плескачевский, Ю.М. О некоторых аналогиях фрикционного динамического и адгезионного статического контактирования металла с термопластичным, полимером. /Ю.М. Плескачевский. // Трение и износ, 1983. Т4, №5, с. 948 – 952
Материаловедение: учебник. / В.А. Струк и [др.]. Минск: ИВЦ Минфина, 2008. 519с.
Прейс, Г.А. Электрохимические явления при трении металлов. / Г.А. Прейс. А.Г. Дзюб // Трение и износ. 1980. Т. 2, № 1. с. 217-235
Виноградов, А.В. Создание и исследование машиностроительных триботехнических материалов на основе политетрафторэтилена и ультрадисперсных сиалонов. Дисс. … д-ра техн. наук: 05.02.01, 05.02.04 /ИММС НАН Б. Гомель, 1993. 293 с.
Охлопкова, А.А., Виноградов, А.В., Пинчук, Л.С. Пластики, наполненные ультрадисперсными неорганическими соединениями. Гомель: ИММС НАН Б, 1999. 164 с.
Петрова, П.А. Разработка машиностроительных триботехнических материалов на основе политетрафторэтилена и природных цеолитов якутских месторождений. Дисс. ... канд. техн. наук: 05.02.01. Гомель, 2002. 125 с.
Лиопо, В.А., Струк, В.А., Овчинников, В.Е., Михайлова, Л.В. Особенности строения полимерных композитов, модифицированных углеродными добавками //Вестник ГрГУ. №1, 2000. с. 47-53.
Погосян, А.К., Оганесян, К.А., Исаджаян, А.Р. Композиционные материалы на полимерной основе с использованием минеральных наполнителей // Трение и износ. Т. 23, №3, 2002. с. 324-328.
Авдейчик, С.В., Лиопо, В.А., Струк, В.А. К механизму действия ультрадисперсных модификаторов полимеров// Вестник ГрГУ. Сер. 2. № 1 (19), 2003. С. 52-62.
Лиопо, В.А., Никитин, А.В., Струк, В.А., Авдейчик, С.В. Природные слоистые силикаты как модификаторы полимерных композитов /Низкоразмерные системы-2. вып.4. Гродно.: ГрГУ, 2005 с. 186-195.
Смирнов, Б.М. Кластерная плазма // УФН т. 170. №5, 2000. с. 495-543.
Рычков, Ю.М., Лиопо, В.А. Зарядовые кластеры в слабопроводящих жидкостях //Электр, обр. матер, 1988. № 6. с. 43-45
Рычков, Ю.М. Концентрационная электризация слабопроводящих жидкостей //Весцi АН БССР: Сер. физ.-энерг. Навук, 1985. № 3. с. 104-109.
Лиопо, В.А., Сабуть, А.В. Координационные полиэдры регулярных решеток как фуллереноподобные структуры //Фуллерены и фуллереносодержащие материалы. Минск: БГУ. 2000. с. 64-71.
Лиопо, В.А., Сабуть, А.В. Регулярные решетки с заданными элементами симметрии //Вестник ГрГУ. Сер.2. №2, 2002. с. 82-89.
Сабуть, А.В. Классификация положительно определенных целочисленных квадратичных форм //Докл. НАН Беларуси, 2003. Т. 46. № 6. с. 41-45.
Handbook of Chemistry and Physics (79th ed) (Ed D.R.Lide) London. Cre. Press., 1998-1999. 860 p.
Свириденок, А.И., Ковалевская, Т.Н., Лиопо, В.А. и др. Структурно-зарядовые корреляции в полимерных волокнах // Докл. НАН Беларуси, 2001. Т. 45. № 4. с. 115-118.
Булдык, Е.П., Ревяко, М.М, Струк. В.А. и др. Свойства полимерных систем, наполненных высокодисперсными кластерами синтетического углерода. // Материалы, технологии, инструменты,1998. т.3. №3. с. 41.
Охлопкова, А.А., Сидоренко, Т.Н., Виноградов, А.В. Трибологические и механические характеристики модифицированного политетрафторэтилена. // Трение и износ, 1996. Т.17. №4. с. 550.
Воробьева, С.А., Лавринович, Е.А., Мушинский, В.В., Лесникович, А.И. Влияние высокодисперсных металлопланирующих присадок на антифрикционные и противоизносные свойства моторного масла. // Трение и износ, 1996 г. Т. 17 №6. с. 827.
Андрианова, О.А., Попов, С.Н., Шиц, Е.Ю. Перспективы создания абразивного инструмента на основе самосшивающихся полимеров и алмазов различной дисперсности. // Трение и износ, 1998 г. Т.19. №1. с. 71.
Гинье, А. Рентгенография кристаллов М.: Мир, 1961. 604 с.
Скрышевский, А.Ф. Структурный анализ жидкостей и аморфных тел. М.: ВШб, 1980 328 с
Лиопо, В.А., Война, В.В., Шкадаревич, A.П. Исследование структурных особенностей кварцевых стекол с различными добавками методом рентгеновской дифрактометрии. // Becцi АНБ. Сер.хiм.навук, 1997. №4. с. 36-42.
Лиопо, В.А., Михайлова, Л.В., Струк, В.А. Рентгенографические исследования структурных особенностей полимерных материалов, модифицированных ультрадисперсными наполнителями. //Вестник ГрГУ, 1999. №2. с. 47-52.
Машуков, Н.И., Казарян, Л.Г., Азриэль, А.Е., Васильев, В.А., Зезина, А.А. //Пластические массы, 1991. №5. с. 18-20.
Струк, В.А., Скаскевич, А.А., Кравченко, В.И., Мамончик, Л.И., Овчинников, Е.В. Структура и триботехнические свойства углеродосодержащего полиэтилена. // Современные материалы, оборудование и технологии упрочнения и восстановления деталей машин. Новополоцк, 1999. с. 74-75.
Бацанов, С.С. Экспериментальные основы структурной химии: Справочное пособие. М.: Изд. Стандартов, 1986. 239 с.
Андреев, В.Д., Созин, Ю.И. Структура ультрадисперсных алмазов. // Физика твердого тела, 1999. Т. 14. с. 1890-1893.
Алексеевский, А.Е., Байдакова, М.В., Вуль, А.Я.. Сиклицкий, В.И. // Физика твердого ела, 1999. т.41. с. 740-743.
Лиопо, В.А. и др. Молекулярное упорядочение в водной пленке под действием поверхности кристаллов слюды. // Журнал физ. хим, 1975. XIX. №11. с. 2909-2912.