Разработка термопластических материалов, армированных углеродными волокнами, в том числе углеродными фуллереновыми нанотрубками

Начата разработка нового класса композиционных материалов, армированных углеродными волокнами с фуллероидным строением. Исследования методом просвечивающей электронной микроскопии показали, что структура этих волокон представляет смесь аморфной и фуллероидной составляющих. Видно, что волокна состоят из субволокон (фибрилл), вытянутых вдоль оси волокна. Толщина фибрилл порядка 150 нм.

На электронограмме этого участка образца видны диффузные кольца аморфного углерода и дифракционные максимумы, ориентированные вдоль оси фибрилл. Сравнение этих максимумов с электронограммами, полученными от многослойных фуллереновых нанотрубок, показывает их идентичность. Таким образом, существование подобных дифракционных максимумов указывает на наличие в волокнах фрагментов с фуллероидным строением. Темнопольный снимок, сделанный в фуллероидном диффузном максимуме, показывает, что все тело фибрилла пронизано цепочками и спиралями, состоящими из мелких частиц. Размеры частиц составляют ~ 3–5 нм. Кроме того, на аморфных дифракционных кольцах видны отдельные рефлексы кристаллического углерода.

 Проведенные расчеты показывают, что существует принципиальная возможность получить композиционный материал с пределом прочности на растяжение порядка 6–7 тонн/мм2.

Авторы: Владимир ВЕРБА, Виктор ГАНДУРИН (ОАО «Концерн радиостроения «ВЕГА»), Александр АЛЕКСЕЕВ, Эдуард БЕЙДЕР (ФГУП Всероссийский институт авиационных материалов)