Индекс Пресса Ðîññèè: 83836
Композиты и наноструктуры
ISSN 1999-7590
(Composites and Nanostructures)
Научно-технический журнал
http://www.issp.ac.ru/journal/composites/
Учредители:
ИФТТ РАН
ООО «Научно-техническое предприятие
«Вираж-Центр»
Редакция: ИФТТ РАН
Ðîññèÿ, 142432, ã. Черноголовка Московской îáë.
Òåë./Ôàêñ: +7(49652)22493
http://www.issp.ac.ru
Ведущий редактор: Нелли Анатольевна Прокопенко
Издательство:
ООО НТП «Вираж-Центр»
Ðîññèÿ, 105264, Ìîñêâà, óë. Верхняя Первомайская,
ä. 49, êîðï. 1 офис 401.
Почтовый àäðåññ: Ðîññèÿ, 105043, Ìîñêâà, à/ÿ 29
Òåë.: 7 495 780-94-73
http://www.machizdat.ru
e-mail: virste@dol.ru
Директор журнала
М.А.Мензуллов
В¸рстка
А.А.Мензуллов
Отпечатано: ООО «РПЦ ОФОРТ» г. Москва, пр-кт
Áóä¸ííîãî, 21
Заказ ¹
Тираж 100
Цена договорная
Журнал зарегистрирован Федеральной службой
по надзору в сфере связи и массовых коммуникаций.
Свидетельсво
о регистрации средства массовой
информации ¹ ÔÑ77-33449 от 08.10.2008.
Авторы опубликованных материалов несут полную ответственность
за достоверность привед¸нных сведений, а также за наличие
в них данных, не подлежащих открытой публикации. Материалы
рецензируются.
Перепечатка, все виды копирования и воспроизведения материалов,
публикуемых в журнале, осуществляются только с
разрешения редакции.
На первой стр. обложки: Рис. 8. Поверхность когезионного разрушения
клеевого соединения на основе клеевой композиции «Sikadur
330», модифицированной УНТ «Òàóíèò».
Влияние углеродных нанотрубок и солей металлов в наноформе
на структуру эпоксидной матрицы и свойства композитов
на å¸ îñíîâå.
Èçäà¸òñÿ с 2009 ã.
Главный редактор
С.Т. Милейко
ä-ð òåõí. íàóê, ïðîô., ИФТТ ÐÀÍ, Россия
Редакционная коллегия
М.И. Алымов
чл.-корр. РАН, ИМЕТ РАН, Россия
Р. А. Андриевский
ä-ð ôèç.-ìàò. íàóê, ИПХФ ÐÀÍ, Россия
Ю.О. Бахвалов
д-р техн. наук, ГКНПЦ им. Хруничева, Россия
С.И. Бредихин
ä-ð ôèç.-ìàò. íàóê, ИФТТ ÐÀÍ, Россия
Л.Р. Вишняков
д-р техн. наук, ИПМ НАНУ, Украина
Â. Â. Викулин
проф., ФГУП ОНПП «ТЕХНОЛОГИЯ»
В.М. Кийко
канд. техн. наук, ИФТТ РАН, Россия
Ю.Р. Колобов
ä-ð ôèç.-ìàò. íàóê, ïðîô., ÁåëÃÓ, Россия
В.И. Костиков
чл.-корр. РАН, МИСИС, Россия
А.М. Куперман
ä-ð òåõí. íàóê, ИХФ РАН èì. Í.Í. Ñåì¸íîâà, Россия
С.А. Лурье
ä-ð ôèç.-ìàò. íàóê, ВЦ ÐÀÍ, Россия
Б.Е. Победря
ä-ð ôèç.-ìàò. íàóê, ïðîô., МГУ èì. Ì.Â. Ломоносова, Россия
В.Г. Севастьянов
д-р хим. наук, ИОНХ РАН, Россия
А.В. Серебряков
ä-ð òåõí. íàóê, ïðîô., ИФТТ ÐÀÍ, Россия
A.R. Bunsell
проф., Франция
K. Chawla
проф., США
T-W. Chou
проф., США
George C. Sih
проф., США
Shanyi Du
проф., Китай
T. Ishihara
проф. Япония
A. Kelly
проф., Великобритания
A. Koyama
проф. Япония
W.M. Kriven
проф., США
L.M. Manocha
проф., Индия
V.M. Orera
проф., Испания
H. Schneider
проф., Германия
K. Schulte
проф., Германия
M. Singh
проф., США
H.D. Wagner
проф., Израиль
1
Стр.1
Composites and Nanostructures
http://www.issp.ac.ru/journal/composites/
ISSN 1999-7590
Editor-in-Chief:
Professor S.T. Mileiko,
Institute of Solid State Physics of RAS , Russia
Editorial Board:
Professor M.I. Alymov
A.A. Baikov
Institute of Metallurgy and Materials Science of RAS, Russia
Professor R. A. Andriyevskii
Institute of Problem of Chemical Physics of RAS, Russia
Dr Yu.O. Bakhvalov
Khrunichev State Research and Production Space Center, Russia
Dr S.I. Bredikhin
Institute of Solid State Physics of RAS , Russia
Professor A.R. Bunsell
Ecole Nationale Superieure des Mines de Paris, France
Professor K. Chawla
University of Alabama, USA
Professor T-W. Chou
University of Delawere, USA
Professor T. Ishihara
Japan
Professor Shanyi Du
Harbin Institute of Technology, China
Professor A. Kelly
University of Cambridge, UK
Dr V.M. Kiiko
Institute of Solid State Physics of RAS , Russia
Professor A. Koyama
Kyoto University, Japan
Professor Yu.R. Kolobov
Belgorod State University, Russia
Professor V.I. Kostikov
State Technological University «Moscow Institute of Steel and Alloys»,
Russia
Professor W.M. Kriven
The University of Illinois at Urbana-Champaign, USA
Dr. A.M. Kuperman
Institute of Chemical Physics of RAS , Russia
Professor S.A. Lurie
Dorodnicyn Computing Centre of RAS, Russia
Professor L.M. Manocha
Sardar Patle University, India
Professor V.M. Orera
Instituto de Cinicia de Materiales, Spain
Professor B.E. Pobyedrya
Lomonosov Moscow State University, Russia
Professor H. Schneider
Institute of Crystallography, University of Koeln, Germany
Professor K. Schulte
Technical University Hamburg − Hamburg, Germany
Professor George C. Sih
Lehigh University, Bethlehem, USA
Professor A.V. Serebryakov
Institute of Solid State Physics of RAS , Russia
Professor V.G. Sevastyanov
Institute of General and Inorganic Chemistry of RAS , Russia
Dr M. Sing
NASA Glenn Centre, USA
Professor V.V. Vikulin
FSUE ORPE «TECHNOLOGIYA» State Research Centre of the Russian
Federation, Russia
Dr Leon Vishnyakov
Frantsevich Insnitute for Problems of Materials Science, Ukrain
Professor H.D. Wagner
Weizmann Institute of Science, Israel
2
ISSP RAS:
2, Institutskaya str., Chernogolovka, Moscow district., Russia,
142432
Tel./Fax: +7(49652)22493
http://www.issp.ac.ru/journal/composites/
Editor: Nelli Prokopenko
Publishing House:
STE Virag-Centre LTD
49/1, Verchnyaya Pervomayskaya str., Moscow,
Russia, 105264.
Phone: 7 495 780 94 73
http://www.mashizdat.ru
Director of journal
M.A. Menzullov
Making-up
A.A.Menzullov
Subscriptions: please apply to one of the partners
of JSC «MK-Periodica» in your country or to JSC
«MK-Periodica» directly:
39, Gilyarovsky Street, Moscow Russia, 129110;
Tel: +7(495) 681-9137, 681-9763;
Fax +7(495) 681-3798
E-mail: info@periodicals.ru
http://www.periodicals.ru
(Inquire Komposity i nanostructury)
Photo on the cover: Fig. 8. Fracture surface (cohesive) of the adhesive
joint based on «Sikadur 330» adhesive composition modified with
«Taunit» carbon nanotubes.
An effect of carbon nanotubes and nano-inclusions of metal
salts on the structure of epoxy matrix and properties of based
composites
Established by:
Solid State Physics Institute
Russian Academy of Sciences
(ISSP RAS)
and
Science Technical Enterprise
«Virag-Centre» LTD
Стр.2
Композиты и наноструктуры
COMPOSITES and NANOSTRUCTURES
СОДЕРЖАНИЕ
Проведено экспериментальное изучение влияния технологических режимов СВС на процессы фазо- и структурообразования
металлокерамического материала системы Ti-Al-C. Установлено, что матрица синтезированного материала
представляет собой МАХ-фазу, соответствующей составу Ti2
Ñ.Í.Ãàëûøåâ, Í.Ã.Çàðèïîâ, Â.À.Ïîïîâ, Ï.Ì.Áàæèí, À.Ì.Ñòîëèí
ПОЛУЧЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ МАХ-ФАЗЫ Ti2
AlC, а включения представляют собой карбид титана с
различной степенью стехиометрии. Показано, что в режиме СВС-прессования с предварительным подогревом исходных
образцов удается получить материал с наименьшей пористостью (5,8 %) (ñ. 5-10; èë. 3).
М.И.Алымов, Е.В.Евстратов
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ КОНСТРУКЦИОННЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ ....................................................................................11
Рассмотрены основные методы и технологии получения и обработки конструкционных наноматериалов. Определены основные
виды и области применения перспективных конструкционных наноматериалов. Эффекты от внедрения наноструктурированных
конструкционных материалов позволят создать новый реальный сектор наукоемкой продукции с высокой добавленной
стоимостью. (ñ. 11-17; èë. 3).
Р.Ш.Асхадуллин, О.Г.Комлев, П.Н.Мартынов, А.А.Осипов, М.М.Тревгода, С.Т.Милейко
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ КОМПОЗИТЫ - МАТЕРИАЛЫ ЯДЕРНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
С ÒßƨËÛÌÈ ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИМИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯМИ ........................................................................ 18
В краткой статье описывается материаловедческий задел, который может служить основой для разработки композитов,
работающих в перспективных высокотемпературных ядерных реакторах с тяж¸лыми жидкометаллическими теплоносителями
(ñ. 18-23; èë. 4).
В.В.Дешевых, В.Г.Кульков, Л.Н.Коротков, Д.П.Тарасов
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ФОН ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ В НАНОКОМПОЗИЦИОННОМ МАТЕРИАЛЕ .......... 24
Предлагается модель выскокотемепературного фона внутреннего трения в нанокомпозиционном материале типа ферромагнетик-сегнетоэлектрик
с гранулированными включениями. Зависимость внутреннего трения от температуры и
частоты найдена из решения двумерной диффузионной задачи для зернограничных вакансий (с. 24-34; ил. 4).
Л.И.Тучинский
МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПЕНОМАТЕРИАЛЫ С КОНТРОЛИРУЕМОЙ СТРУКТУРОЙ ПОР ................................................ 35
Предложена технология получения металлических пеноматериалов (МПМ), включающая первоначальное изготовление
заготовок из «зел¸ных» композитов, армированных дискретными волокнами, последующее удаление волокон из
матрицы и е¸ спекание, в результате чего формируются МПМ с канальной структурой пор. Под термином «зел¸ный»
понимаются композиты, матрица и волокна которых изготовлены из смесей металлических порошков с пластифицирующими
полимерными связками. Технология позволяет получать МПМ с порами строго определ¸нного размера и
с заданной анизотропией свойств, что существенно повышает над¸жность МПМ и расширяет области их применения
(ñ. 35-43 èë. 9).
А.Н.Сонина, О.М.Симаненкова, Г.А.Вихорева, Л.С.Гальбрайх
СВОЙСТВА ФОРМОВОЧНЫХ РАСТВОРОВ ХИТОЗАНА, ПВС И ИХ СМЕСЕЙ И ПЕРЕРАБОТКА ИХ
МЕТОДОМ ÝËÅÊÒÐÎÔÎÐÌÎÂÀÍÈß................................................................................................................................44
В работе приведены результаты исследования влияния состава на свойства хитозансодержащих растворов и успешность
их электроформования бескапиллярным способом на установке Nanospider (ñ. 44-50 èë. 6).
А.Е.Ушаков, Ю.Г.Кленин, Т.Г.Сорина, Т.В.Пенская, К.Г.Кравченко
ВЛИЯНИЕ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК И СОЛЕЙ МЕТАЛЛОВ В НАНОФОРМЕ НА СТРУКТУРУ
ЭПОКСИДНОЙ МАТРИЦЫ И СВОЙСТВА КОМПОЗИТОВ НА Ũ ÎÑÍÎÂÅ................................................................. 51
Исследованы физико-механические и структурные характеристики композиционного материала и клеевой композиции,
модифицированных нанодобавками.
Установлено, что введение углеродных нанотрубок (УНТ) в клеевую композицию приводит к измельчению и уплотнению
дисперсной фазы эпоксидной матрицы, повышению ее удлинения при разрыве на 25 % и, как следствие, повышению
прочности клеевого соединения на 16 % по сравнению с базовой рецептурой.
Введение солей металлов в наноформе в композит на основе эпоксидной матрицы сопровождается формированием
новой структурной фазы и повышением исследуемых упруго-прочностных характеристик: прочности при сжатии и
ñäâèãå, а также трещиностойкости при сжатии (ñ. 51-58 èë. 8).
РАЗРАБОТКИ ....................................................................................................................................................................... 59
© ИФТТ РАН «Композиты и íàíîñòðóêòóðû». 2012
AlC МЕТОДАМИ СВС ....................................................... 5
¹ 2
2012
3
Стр.3
¹ 2
2012
Композиты и наноструктуры
COMPOSITES and NANOSTRUCTURES
CONTENS
(MAX-phase) and inclusions of titanium carbide of various degrees of stoichiometry. It was also found that the material of the
lowest porosity, 5.8 per cent, can be obtained in regime of SHS - pressing with preheating specimens (p. 5-10; fig. 3) .
AlC was performed. It was found that the composite obtained is composed of a Ti2
M.I.Alymov, E.V.Evstratov
ADVANCED STRUCTURAL NANOMATERIALS..................................................................................................................11
The basic methods and technologies for production and processing of construction nanomaterials are discussed. The main
types of structural nanomaterials and their applications were determined. The effects of the innovation of nanostructured
materials will create a new real sector of high technology products with high added value (p.11-17-32; fig. 3).
R.Sh.Askhadulin, O.G.Komlev, A.A.Osipov, M.M.Trevgoda, S.T.Mileiko
SYNTHESIS OF NANOSTRUCTURED SnO2
COATINGS THROUGH
NEW VOLATILE PRECURSORS BY APÑVD WITH INDUCTION HEATING ....................................................................... 18
A brief description of the basis for the development of composites to be used as structural materials of high-temperature
nuclear reactors with heavy-metal heat-transfer medium is presented (p.18-23; fig. 4).
V.V.Deshevyh, V.G.Kul'kov, L.N.Korotkov, D.P.Tarasov
HIGH-TEMPERATURE INTERNAL FRICTION BACKGROUND IN NANOCOMPOSITE MATERIAL ................................ 24
A model of high-temperature background of internal friction in the composition nano-material type ferromagnetic-ferroelectric
with granular inclusions presented in this paper. It is a two-dimensional diffusion problem for vacancies at the interface between
the matrix-reinforcing inclusions. By solving the two-dimensional diffusion problem was obtained from the internal friction of
the temperature (p. 24-34; fig. 4).
L.Tuchinskiy
METAL FOAMS WITH CONTROLLED POROUS STRUCTURE .......................................................................................... 35
X-ray powder diffraction patterns of boron-containing carbon fibres were analysed using the Rietveld method. Rietveld
refinements confirm possibility of carbon fibers contained boron to graphitization at high temperature. A age of the Rietveld
refinement technique allows revealing that the structure of carbon fibres is better described by the rhombohedral model of
graphite structure (p. 35-43; fig. 9).
A.N. Sonina, O.M. Simanenkova, G.A. Vikhorevà, L.S. Galbraikh
PROPERTIES AND ELECTROSPINNING OF CHITOSAN / POLY (VINYL ALCOHOL) BLEND FORMING SOLUTIONS .... 44
An effect of the composition on properties of chitosan containing solutions has been studied in connection with its
electrospinning proñessing into fibers by using apparatus Nanospider (p. 44-50; fig. 6).
À.Å.Ushakov, Y.G.Klenin, Ò.G.Sorina, Ò.V.Penskaya, Ê.G.Kravchenko
AN EFFECT OF CARBON NANOTUBES AND NANO-INCLUSIONS OF METAL SALTS ON THE STRUCTURE
OF EPOXY MATRIX AND PROPERTIES OF BASED COMPOSITES ................................................................................... 51
Physical, mechanical and structural properties of a nanomodified composite material and adhesive composition have been
studied.
The introduction of carbon nanotubes (CNT) into an adhesive composition results in size reduction and compaction of the
dispersed phase of the epoxy matrix, ultimate strain increases up to 25%. This yields an increase in the strength of the adhesive
joint by 16% as compared to the basic composition.
Introduction of metal salts as nanoinclusions into an epoxy matrix composite is accompanied by both formation of a new
structural phase and enhancement elastic and strength properties under study: compression strength, shear strength and crack
resistance under compression (p. 51-58; fig. 8).
4
© ИФТТ РАН «Композиты и íàíîñòðóêòóðû». 2012
BY USING SHS - METHODS .................................................................................................................................................... 5
An experimental study of an effect of technological regimes of SHS on the phase formation and microstructure of a ceramicmetal
composite containing Ti2
S.N.Galyshev, N.G.Zaripov, V.A.Popov, P.M.Bazhin, A.M.Stolin
FABRICATION OF MATERIALS BASED ON TI2
AlC matrix
ALC MAX-PHASE
Стр.4