Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование процессов превращения в композите CuCl2 - полиакрилонитрил под действием ИК-нагрева в вакууме

ФИО
Антонов Владимир Сергеевич
Электронная почта
e819b83smailekj@gmail.com
Номинация
Нанотехнологии
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Технологии материалов электроники
ФИО научного руководителя
Доц., д-р. техн. наук Козлов В.В.
Академическая группа
МКТ-12-1
Наименование тезиса
Исследование процессов превращения в композите CuCl2 - полиакрилонитрил под действием ИК-нагрева в вакууме
Тезис

Для развития электроники на основе нанотехнологии находят применение новые материалы, представляющие нанокомпозиты Cu/термообработанный полиакрилонитрил (ТПАН), раскрывающими широкие возможности для контролируемого получения выгодных физико-химических свойств для различных применений.

Целью работы является синтез нанокомпозита Cu/ТПАН под действием ИК-излучения в вакууме.

         В данной работе использованы следующие методы: УФ- и видимая- спектроскопия на установке Thermo Scientific Evolution 300, термогравиметрический анализ на установке Discovery, аналитические весы VIBRA AF-R220CE , установка ИК-нагрева Foton, сушильный шкаф Binder FDL 115. Для приготовления композита были использованы диметилформамид (х.ч.), термообработанный полиакрилонитрил (ТПАН), CuCl2 (х.ч.), С(CuCl2) = 20 мас.%.

         С помощью термодинамического расчета подтверждена возможность образования Cu при ИК-нагреве композита CuCl2-ТПАН.  Из спектров для растворов полиакрилонитрила (ПАН) в диметилформамиде (ДМФА) с концентрациями C = 0,03 мас.% и C = 4 мас.% установлено, что с увеличением концентрации полимера увеличивается интенсивность пиков с λ1 = 274 нм и  λ2 = 307нм. Эти пики связаны с образованием химической связи с растворителем и функциональной группой C = N. Присутствие соли CuCl2 ускоряет превращения в полимере с образованием термообработаного материала. При этом выделяется H2 и CO, которые восстанавливают ион серебра Cu2+ до атомов меди, которые агрегируют с образованием наночастиц меди в матрице углеродного материала. Механизм образования наночастиц меди подтвержден методами ТГА и ДСК. В области 300K на кривой ТГА наблюдается изменение массы равное приблизительно 40% от исходной массы образца. В этом температурном интервале наблюдается выделение тепла на кривой ДСК. Экзотермический эффект связан с образованием термообработанного материала из полимера.

         С помощью исследования методами УФ-спектроскопии на Thermo Scientific Evolution 300, ДСК Q20, термогравиметрический анализ на установке Discovery установлено, что образование нанокомпозита Cu/ПАН при Т = 300K. В этой области наблюдается уменьшение массы композита приблизительно на 40% от исходной массы образца и экзотермический эффект реакции, связаный с превращением полимера.