Preview

Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий

Расширенный поиск

Применение углеродных нанотрубок для создания материалов поглощающих электромагнитное излучение и электродов суперконденсаторов

https://doi.org/10.20914/2310-1202-2020-1-267-272

Полный текст:

Аннотация

Углеродные нанотрубки являются эффективными наномодификаторами – обеспечивающими формирование разнообразных тепло и электрофизических свойств в композитных материалах. Функциональное назначение композитных материалов определяет тип и концентрацию углеродных наноструктур. Применение углеродных наноструктур в полимерных композитах, предназначенных для электромагнитного экранирования и электродных материалов суперконденсторов, является перспективным направлением в современном материаловедение. Методика изготовления радиопоглощающего композитного материалавключала пропитку пенополиуретановой заготовки – водной композитной суспензией, состоящей из воды, акрилового сополимера, включавшей углеродных нанотрубок «Таунит-МД». Структурные исследования образцов углеродных нанотрубок проводилось с использованием метода просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии. Для этого ПЭМ и СЭМ исследования проводились с использованием электронного микроскопа HitachiH-800 с ускоряющим напряжением до 200 кэВ. Для проведения исследований из углеродных материалов были изготовлены электроды площадью 2 см2. Активная масса готовилась из углеродного материала и связующего, поливинилендифторида. Представлены ПЭМ и СЭМ микрофотографии для образцов углеродных нанотрубок с коммерческим названием «Таунит-М». В этом случае углеродных нанотрубок характеризуются меньшими толщинами в диапазоне 10-20 нм с преимущественным средним размером – 12-15 нм. Структура трубок сильно дефектна. Толщина трубок меняется на отдельных участках (не превышающих сотен нм) более чем в 2 раза. Углеродных нанотрубки имеют неправильную форму – присутствуют отростки, изгибы. Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод о том, что демонстрируемая пирамидальным РПМ характеристика отраженного ЭМИ сигнала близка по своим значениям аналогичной характеристике свободного пространства. При этом, по сравнению со свободным пространством, отмечается небольшое ослабление (3-4) дБ коэффициента отражения. Углеродных нанотрубки МД имеет характеристики, превышающие углеродную ткань «бусофит» по удельной массовой емкости, но уступающей ему по удельной поверхностной емкости. Кроме того это преимущество полностью исчезает при высоких плотностях тока, что может быть следствием закрытой макроструктуры и требует дальнейшей оптимизации технологии изготовления электродов

Об авторах

А. В. Щегольков
Тамбовский государственный технический университет
Россия
к.т.н., доцент, кафедра техники и технологий производства нанопродуктов, ул. Советская, 106, г. Тамбов, 392000, Россия


А. В. Щегольков
Тамбовский государственный технический университет
аспирант, кафедра техники и технологий производства нанопродуктов, ул. Советская, 106, г. Тамбов, 392000, Россия


Ф. Ф. Комаров
Институт прикладных физических проблем им. А.Н. Севченко
д.ф-м.н., профессор, лаборатория элионики, Курчатова, 7, г. Минск, 220045, Беларусь


И. Д. Парафимович
Институт прикладных физических проблем им. А.Н. Севченко
младший научный сотрудник, лаборатория элионики, Курчатова, 7, г. Минск, 220045, Беларусь


О. О. Мильчанин
Институт прикладных физических проблем им. А.Н. Севченко
к.ф-м.н, старший научный сотрудник, лаборатория элионики, Курчатова, 7, г. Минск, 220045, Беларусь


А. В. Кобелев
Тамбовский государственный технический университет
к.т.н., доцент, кафедра электроэнергетики, ул. Советская, 106, г. Тамбов, 392000, Россия


Список литературы

1. Уфимцев П.Я. Метод краевых волн в физической теории дифракции. М.: Советское радио, 1962. 243 с.

2. Розанов Н. Фундаментальное ограничение для ширины рабочего диапазона радиопоглощающих покрытий // Радиотехника и электроника. 1999. Т. 44. № 5. С. 526–530.

3. Мицмахер М.Ю., Торганов В.А. Безэховые камеры СВЧ. Москва: Радио и связь, 1982. 128 с.

4. Будай А.Г., Кныш В.П., Алешкевич Н.Н., Громыко А.В. и др. Структурная оптимизация радиопоглощающих покрытий пирамидального типа // Прикладные проблемы оптики, информатики, радиофизики и физики конденсированного состояния: материалы международной научно-практической конференции. Минск: НИИ ПФП имени А.Н. Севченко, 2013. С. 130–132.

5. Chen J., Hutchings I.M., Deng T., Bradley M.S. et al. The effect of carbon nanotube orientation on erosive wear resistance of CNT-epoxy based composites // Carbon. 2014. V. 73. P. 421–431. doi: 10.1016/j.carbon.2014.02.083

6. Al-Saleh M.H., Al-Anid H.K., Hussain Y.A. CNT/ABS nanocomposites by solution processing: Proper dispersion and selective localization for low percolation threshold // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2013. V. 46. P. 53–59. doi: 10.1016/j.compositesa.2012.10.010

7. Bauhofer W., Kovacs J.Z. A review and analysis of electrical percolation in carbon nanotube polymer composites // Composites Science and Technology. 2009. V. 69. №. 10. P. 1486–1498. doi: 10.1016/j.compscitech.2008.06.018

8. Bychanok D., Gorokhov G., Meisak D., Plyushch A. et al. Exploring Carbon Nanotubes/BaTiO3/Fe3O4 Nanocomposites as Microwave Absorbers // Progress In Electromagnetics Research C. 2016. V. 66. P. 77–85. doi: 10.1109/ICEAA.2015.7297071

9. Lota K., Sierczynska A., Acznik I. Effect of aqueous electrolytes on electrochemical capacitor capacitance // Chemik. 2013. V. 67. № 11. P. 1138–1145.

10. Chen J.H., Li W.Z., Wang D.Z., Yang S.X. et al. Electrochemical characterization of carbon nanotubes as electrode in electrochemical double-layer capacitors // Carbon. 2002. V. 40. № 8. P. 1193–1197.


Для цитирования:


Щегольков А.В., Щегольков А.В., Комаров Ф.Ф., Парафимович И.Д., Мильчанин О.О., Кобелев А.В. Применение углеродных нанотрубок для создания материалов поглощающих электромагнитное излучение и электродов суперконденсаторов. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2020;82(1):267-272. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2020-1-267-272

For citation:


Shchegolkov A.V., Shchegolkov A.V., Komarov F.F., Parafimovich I.D., Milchanin O.O., Kobelev A.V. The use of carbon nanotubes to create materials that absorb electromagnetic radiation and electrodes of supercapacitors. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2020;82(1):267-272. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2020-1-267-272

Просмотров: 63


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)