RU2008144048A

RU2008144048A - Электропроводный композиционный углеродсодержащий материал и способ его получения

Info

Publication number: RU2008144048A
Application number: RU2008144048/09A
Authority: RU
Inventors: Валентин Николаевич Митькин (RU); Валентин Николаевич Митькин; Людмила Михайловна Левченко (RU); Людмила Михайловна Левченко; Александр Анатольевич Галицкий (RU); Александр Анатольевич Галицкий; Петр Сергеевич Галкин (RU); Петр Сергеевич Галкин; Александр Юрьевич Предеин (RU); Александр Юрьевич Предеин; Сергей Борисович Макаров (RU); Сергей Борисович Макаров
Original assignee: Валентин Николаевич Митькин (RU); Валентин Николаевич Митькин
Priority date: 2008-11-05
Filing date: 2008-11-05
Publication date: 2010-05-10
Also published as: RU2398312C2

Abstract

1. Электропроводный композиционный углеродсодержащий материал на основе малопроводящего материала, смешанного с электропроводной углеродной добавкой и связующим, отличающийся тем, что используют нанокомпозиционный материал, в котором в качестве агрегатов наночастиц малопроводящего материала используют агрегаты фторуглерод, диоксид марганца, полупроводники и/или их смеси, а в качестве электропроводной углеродной добавки используют агрегаты наночастиц углерода с окисленной поверхностью, причем эти наноразмерные агрегаты в композиционном материале между собой имеют химические межповерхностные наноразмерные электрические углеродные контакты и/или токосъемы. ! 2. Электропроводный композиционный углеродсодержащий материал по п.1, отличающийся тем, что химические межповерхностные наноразмерные электрические углеродные контакты и/или токосъемы осуществляют межчастичными химическими связями sp2- и sp3-углерода с наружными атомами поверхности частиц малопроводящего материала. ! 3. Электропроводный композиционный углеродсодержащий материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве полупроводника используют кремний, полупроводники типа А3В5, а в качестве углеродной добавки используют терморасширенный графит, технические углеводороды типа саж, содержащих поверхностные кислородсодержащие поверхностные группы окисленного sp2- и sp3-углерода, при этом соотношение частиц малопроводящего материала в смеси составляет 100:1-1:100. ! 4. Электропроводный композиционный углеродсодержащий материал по п.1, отличающийся тем, что величина удельного сопротивления полученных нанокомпозиционных материалов составляет 0,1-1012 О�

Claims

1. Электропроводный композиционный углеродсодержащий материал на основе малопроводящего материала, смешанного с электропроводной углеродной добавкой и связующим, отличающийся тем, что используют нанокомпозиционный материал, в котором в качестве агрегатов наночастиц малопроводящего материала используют агрегаты фторуглерод, диоксид марганца, полупроводники и/или их смеси, а в качестве электропроводной углеродной добавки используют агрегаты наночастиц углерода с окисленной поверхностью, причем эти наноразмерные агрегаты в композиционном материале между собой имеют химические межповерхностные наноразмерные электрические углеродные контакты и/или токосъемы.

2. Электропроводный композиционный углеродсодержащий материал по п.1, отличающийся тем, что химические межповерхностные наноразмерные электрические углеродные контакты и/или токосъемы осуществляют межчастичными химическими связями sp²- и sp³-углерода с наружными атомами поверхности частиц малопроводящего материала.

3. Электропроводный композиционный углеродсодержащий материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве полупроводника используют кремний, полупроводники типа А³В⁵, а в качестве углеродной добавки используют терморасширенный графит, технические углеводороды типа саж, содержащих поверхностные кислородсодержащие поверхностные группы окисленного sp²- и sp³-углерода, при этом соотношение частиц малопроводящего материала в смеси составляет 100:1-1:100.

4. Электропроводный композиционный углеродсодержащий материал по п.1, отличающийся тем, что величина удельного сопротивления полученных нанокомпозиционных материалов составляет 0,1-10¹² Ом·см и его величину задают соотношением между количествами частиц малопроводящего материала и частиц электропроводного углерода с окисленной поверхностью, взятых в диапазоне соотношений 100:1-1:10 соответственно.

5. Электропроводный композиционный углеродсодержащий материал по п.1, отличающийся тем, что размер наночастиц в агрегатах малопроводящего материала составляет 2-100 нм, размер наночастиц в агрегатах электропроводящей углеродной добавки с окисленной поверхностью составляет 1-20 нм.

6. Способ получения электропроводного композиционного углеродсодержащего материала, включающий смешение исходных компонентов и их обработку, отличающийся тем, что частицы малопроводящего материала смешивают с электропроводной углеродной добавкой с окисленной поверхностью частиц, перед смешением со связующим порошкообразные частицы малопроводящего материала смешивают с электропроводящей углеродной добавкой с окисленной поверхностью частиц и подвергают эту смесь механохимической обработке с последующей термообработкой и получением промежуточного нанокомпозита, полученный нанокомпозит смешивают со связующим и подвергают сушке при 105-150°С до достижения постоянной массы.

7. Способ получения электропроводного композиционного углеродсодержащего материала по п.6, отличающийся тем, что окисление электропроводящей углеродной добавки проводят при 20-400°С в среде кислородсодержащих реагентов до получения окисленного углеродного материала общей формулы C_xO_yH_z·nH₂O, где х=0,9-0,99, y=0,01-0,1, z=0,005-0,05, n=0,1-1,0, с размером агрегатов частиц менее 500 мкм и удельной поверхностью 2-1000 м²/г, и образования кислородсодержащих функциональных групп на поверхностях частиц.

7. Способ получения электропроводного композиционного углеродсодержащего материала по п.6, отличающийся тем, что механохимическую обработку проводят при ускорениях ударяющих тел 20-200 g до получения промежуточного нанокомпозита с заданным удельным сопротивлением 0,1-10¹² Ом·см и размерами наночастиц в агрегате малопроводящего материала 2-100 нм, размер наночастиц в агрегате электропроводящей углеродной добавки с окисленной поверхностью составляет 1-20 нм.

8. Способ получения электропроводного композиционного углеродсодержащего материала по п.6, отличающийся тем, что термообработку промежуточного нанокомпозита после механохимической обработки проводят при 140-400°С до достижения постоянной массы и возникновения (формирования) химических межповерхностных наноразмерных электрических углеродных контактов и/или токосъемов, осуществляемых межчастичными химическими связями sp²- и sp³-углерода с наружными атомами поверхности частиц малопроводящего материала.