Способ получения электромагнитного излучения гига- и терагерцового диапазона частот



Способ получения электромагнитного излучения гига- и терагерцового диапазона частот
Способ получения электромагнитного излучения гига- и терагерцового диапазона частот
Способ получения электромагнитного излучения гига- и терагерцового диапазона частот
Способ получения электромагнитного излучения гига- и терагерцового диапазона частот
Способ получения электромагнитного излучения гига- и терагерцового диапазона частот
Способ получения электромагнитного излучения гига- и терагерцового диапазона частот
Способ получения электромагнитного излучения гига- и терагерцового диапазона частот

 


Владельцы патента RU 2546052:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" (RU)

Изобретение относится к нанотехнологиям, а именно к области физики твердого тела, и может быть использовано для создания приборов медицинской диагностики нового поколения, неразрушающего контроля материалов, сканирования багажа на транспорте, поиска взрывчатых веществ по их спектральному составу, а также для целей наномикроскопии. Технический результат заключается в расширении диапазона частот электромагнитного излучения. Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения электромагнитного излучения гига- и терагерцового диапазона частот, включающем размещение по крайней мере одной однослойной углеродной нанотрубки в электрическом поле, направленном вдоль трубки, согласно решению выбирают трубку диаметром 1,39 нм и длиной не менее 6,16 нм, с одного края которой расположены как минимум три фуллерена C60, связанные между собой и со стенкой нанотрубки, и свободный заряженный фуллерен C60, расположенный в потенциальной яме нанотрубки, образованной за счет ван-дер-ваальсового взаимодействия между связанными фуллеренами, стенкой нанотрубки и свободным заряженным фуллереном. Для получения электромагнитного излучения гигагерцового диапазона частот нанотрубку размещают в электрическом поле величиной 1·103 до 9·105 В/см, причем заряд свободного фулерена выбирают от +1e до +3e. Для получения электромагнитного излучения терагерцового диапазона частот нанотрубку размещают в электрическом поле величиной 1·106 В/см, причем заряд свободного фулерена выбирают +3e. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

 

Изобретение относится к нанотехнологиям, а именно к области физики твердого тела, и может быть использовано для создания приборов медицинской диагностики нового поколения, неразрушающего контроля материалов, сканирования багажа на транспорте, поиска взрывчатых веществ по их спектральному составу, а также для целей наномикроскопии.

Известен способ индуцирования терагерцового (ТГц) излучения при помощи массива полых углеродных нанотрубок (УНТ), разогретых путем пропускания электрического тока через массив (см. Т. Nakanishi and Т. Ando, J. Phys. Soc. Japan 78, 114708 (2009); O.V. Kibis, M.E. Portnoi, Technical Physics Letters 31 (2005) 671). В известном способе используют хаотично ориентированные полые углеродные многослойные и однослойные нанотрубки разной киральности.

Однако известный способ позволяет генерировать излучение при помощи массива труб и не позволяет получить излучение от одной углеродной нанотрубки.

Известен способ индуцирования ТГц излучения при помощи массива однойслойных углеродных нанотрубок, установленных на металлической основе, под действием лазерного пучка Nd:YAG с длиной волны 1.06 мкм и мощностью 1015 Вт/см2 (см. Jetendra Parashar, HirdeshSharma Physica E 44 (2012) 2069-2071). Мощность терагерцового излучения массивом нанотрубок составляет 10-16 мкВт.

Однако данным метод получения терагерцового диапазона частот также является дорогостоящим в связи со сложностью создания такого лазера.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения ТГц излучения при помощи одностенных УНТ длиной 1 мкм, помещенных в электрическое поле напряженностью 1-4 В при комнатной температуре (см. Martin Mutheea, Sigfrid К. Yngvesson Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz), 2011 36th International Conference on, doi 10.1109/irmmw-THz.2011.6105081). Полученное излучение собирают посредством встроенных антенн и кремниевой линзы, причем частота излучения зависит от размеров линзы. Коллимированный пучок (ширина луча от ~2,5 до 3 градусов) имеет максимальную излучаемую мощность 450 нВт, что значительно превышает рассчитанное по Найквисту значение мощности теплового шума 8 нВт.

Однако данный способ труден в реализации из-за необходимости применения антенн и линз. Указанный способ принят за прототип.

Таким образом, идея получения электромагнитного излучения ТГц-диапазона частот с помощью углеродных наноструктур была выдвинута в начале 2000 годов. Перспектива получения терагерцового диапазона связывалась только с углеродными нанотрубками. Работы по излучению фуллерена, находящегося в нанопространстве углеродной нанотрубки, отсутствуют.

Задачей предлагаемого решения является получение излучения в терагерцовом и гигагерцовом диапазонах с помощью однослойной нанотрубки, заполненной фуллеренами, и определение технических параметров излучающего устройства.

Технический результат заключается в расширении диапазона частот электромагнитного излучения.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения электромагнитного излучения гига- и терагерцового диапазона частот, включающем размещение по крайней мере одной однослойной углеродной нанотрубки в электрическом поле, направленном вдоль трубки, согласно решению выбирают трубку диаметром 1,39 нм и длиной не менее 6,16 нм, с одного края которой расположены как минимум три фуллерена C60, связанные между собой и со стенкой нанотрубки, и свободный заряженный фуллерен C60, расположенный в потенциальной яме нанотрубки, образованной за счет ван-дер-ваальсового взаимодействия между связанными фуллеренами, стенкой нанотрубки и свободным заряженным фуллереном. Для получения электромагнитного излучения гигагерцового диапазона частот нанотрубку размещают в электрическом поле величиной 1·103 до 9·105 В/см, причем заряд свободного фулерена выбирают от +1e до +3e. Для получения электромагнитного излучения терагерцового диапазона частот нанотрубку размещают в электрическом поле величиной 1·106 В/см, причем заряд свободного фулерена выбирают +3е.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена модель наноизлучателя, на фиг.2 - вид топологии потенциальной ямы, на фиг.3 - траектории движения фуллерена C60 в потенциальной яме при различных значениях напряженности электрического поля для фуллерена, имеющего заряд +1e. Позициями на чертежах обозначены:

1 - нанотрубка;

2 - цепочка из фуллеренов C60, связанных химически между собой и со стенкой нанотрубки;

3 - свободный положительно заряженный фуллерен C60.

Осуществление заявляемого способа возможно благодаря известности способов инкапсулирования фуллеренов и манипулирования ими внутри нанотрубки. Способ получения нанотрубок с фуллеренами, которые связаны химическими связями друг с другом и со стенкой нанотрубки, заключается в обработке нанотрубок, заполненных фуллеренами, водородным газом (см. Talyzin А.V., LuzanI S.М, Anoshkin I.V., Nasibulin A.G., Jiang Н., Kauppinen Е.I. Hydrogen-driven collapse of C60 inside single-Walled Carbon nanotubes // Angew. Chem. - 2012 - V.124 - P.4511-4515). Этот газ проникает внутрь нанотрубки и при температуре 500-550°C наблюдается образование химических связей между фуллеренами и между нанотрубкой и фуллеренами, некоторые фуллерены при этом могут оставаться свободными, т.е. химически не связанными со стенкой нанотрубки и с другими фуллеренами. В данной работе в качестве нанотрубки, заполненной фуллеренами, используется нанотрубка заполненная фуллеренами C60. В связи с этим пример практической реализации способа излучения гига- и терагерцового диапазона демонстрируется на случае, когда в качестве полимеризованных фуллеренов и положительно заряженного фуллерена используются фуллерены C60.

Излучение гига- и терагерцового диапазона осуществляется индивидуальным положительно заряженным фуллереном, который располагается внутри углеродной нанотрубки, с одного из краев которой располагаются фуллерены, химически связанные друг с другом и со стенкой трубки. Углеродная нанотрубка, в которой протекает процесс излучения, может иметь любую атомную структуру, как некиральную (zigzag, armchair), так и киральную. Безусловным требованием к нанотрубке является наличие химически связанных друг с другом и со стенкой трубки фуллеренов, создающих для свободного заряженного фуллерена потенциальную яму, из которой он не может выйти без внешней вынуждающей силы, но в которой он может колебаться, управляемый внешним электрическим полем. В процессе образования химических связей между нанотрубкой и полимеризованными фуллеренами наблюдается деформация углеродной нанотрубки. Форма профиля потенциальной ямы в значительной степени определяется степенью деформации углеродной нанотрубки. Заряженный фуллерен преодолевает потенциальную яму, когда он приобретает дополнительную энергию во внешнем электрическом поле и его энергия становится достаточно большой. Во внешнем электрическом поле фуллерен движется с некоторым ускорением по силовым линиям, излучая электромагнитные волны.

Заряд фуллерену может сообщить положительный ион калия или лития, помещенный внутрь. Допирование фуллеренов C60 атомами Li возможно, например, облучением фуллерита C60 пучком ионов лития с энергией до 30 эВ (см. N. Krawez, A. Gromov, R. Tellgmann, Е.Е.В. Campbell, Electronic properties of novel materials. - Progress in molecular nanostructures, XII International Winterschool, Kirchberg, Tyrol, Austria, 1998, p.368).

Заряженный фуллерен C60 не может излучать в гига- и терагерцовом диапазоне частот самопроизвольно, то есть под влиянием исключительно удерживающего потенциала трубки. Стимулировать процесс излучения можно, оказывая на заряженный фуллерен дополнительное воздействие с помощью внешнего электрического поля, Изменяя форму потенциальной ямы (глубину и ширину), в которой будет осуществляться колебательный процесс фуллерена, можно изменять диапазон излучения. Первоначальное положение заряженного фуллерена C60 моделируется в потенциальной яме, образованной в углеродной нанотрубке (диаметром 1,39 нм и длиной 6,16 нм), с одного края которой располагаются связанные между собой и со стенкой нанотрубки фуллерены C60. Потенциальная яма образуется за счет ван-дер-ваальсового взаимодействия между полимеризованными (связанными) фуллеренами и заряженным фуллереном. Для описания ван-дер-ваальсового взаимодействия был применен потенциал Морзе (см. Wang Y., Tomanek D., Bertsh G.F. Stiffness of a solid composed of C60 clusters. // Phys. Rev. B. - 1991. - V.44. - N.12. - P.6562-5665):

Пространственная топология потенциальной ямы представлена на фиг.2.

Атомная конфигурация системы рассчитывалась квантово-химическим методом сильной связи.

Для моделирования манипуляции свободным фуллереном в потенциальной яме внешним электрическим полем применяется молекулярная динамика в сочетании с квантово-химическим методом сильной связи.

Как только на электродах создается некоторая разность потенциалов, фуллерен C60 начинает совершать колебательные движения в потенциальной яме, излучая волны гига- и терагерцового диапазона. Движение заряженного и излучающего атома фуллерена описывается уравнением вида:

в котором F0 - радиационная сила, F e = q i E сила, действующая со стороны электрического поля ( E - напряженность внешнего электрического поля, qi - заряд на атоме i). Радиационная сила излучения выражается формулой Лоренца (см. Н.А. Lorentz, La Th′eorie Electromagn′etique de Maxwell et son Application aux Corps Mouvants, Arch. Ne′erl. 25, 363-552 (1892), reprinted in Collected Papers (Martinus Nijhoff, The Hague, 1936), Vol.II, pp.64-343):

где ε0 - диэлектрическая постоянная, c - скорость света. Мощность излучения заряженным фуллереном при этом определяется формулой Лармора (см. McDonald K.Т. The Radiation Reaction Force and the Radiation Resistance of Small Antennas // Princeton University. 2006 (date accessed: 15.03.2013), Web site URL: http://puhep1.princeton.edu/~mcdonald/examples/resistance.pdf):

Проводилось исследование трех случаев, когда C60 имеет заряд +1e, +2e и +3e; и находится в электрическом поле, ориентированном вдоль оси трубки с напряженностью в интервале от 1·103 до 9·105 В/см. В ходе численного эксперимента установлено, что такое поле не позволяет молекуле покидать дно ямы, и при этом обеспечивает колебательное движение фуллерена в гигагерцовом диапазоне частот. Частота колебаний определяет частоту излучения электромагнитных волн.

Для фуллерена с зарядом +1e при различных значениях напряженности поля определены траектории движения в потенциальной яме и параметры затухания (фиг.3). Исследования проводились при наибольших значениях напряженности 3·105 В/см и 7·105 В/см в связи с тем, что время затухания при увеличении напряженности поля возрастает. Показано, что колебательный процесс будет изменяться по гармоническому закону. Установлено, что при напряженности внешнего электрического поля 7·105 В/см декремент затухания составляет 36,25, а при напряженности 3·105 В/см -39,38. Данные результаты показывают, что процесс затухания колебаний при напряженности 3·105 В/см наблюдается быстрее, в связи с тем, что декремент затухания характеризует число периодов, в течение которого происходит затухание колебаний, а не время такого колебания. Для того чтобы колебательный процесс не остановился необходимо осуществлять подачу внешнего электрического поля через 120 псек при напряженности внешнего электрического поля 7·105 В/см, через 8 псек - при напряженности внешнего электрического поля 3·105 В/см.

В Таблице 1 представлены значения КПД нанотрубки.

Таблица 1.
КПД наноизлучателя в зависимости от заряда излучающего фуллерена и подаваемой напряженности электрического поля
заряд 1e Напряженность, В/см КПД
3·105 10%
5·105 0,4%
7·105 0,1%
8·105 0,07%
8·106 0,06%
заряд 2e
3·105 3%
5·105 0,8%
7·105 0,6%
4·106 0,08%
заряд 3e
5·105 1,9%
9·105 0,8%
1·106 10%

Найден режим, при котором наноизлучатель будет излучать волны терагерцового диапазона. Этот режим был подобран для модели фуллерена C60+3, находящегося во внешнем электрическом поле напряженностью 106 В/см. Частота колебаний составляет 0,36 ТГц. Излучаемая мощность составляет 6,89·10-23 Вт. С учетом сообщаемой энергии электрическим полем подвижному фуллерену, которая в секунду составляет ~6,62·10-22 Вт, можно оценить коэффициент полезного действия - 9,6%.

В заявляемом способе можно использовать кремневую линзу, если генерировать терагерцовый диапазон частот не с одной нанотрубки, заполненной фуллеренами, как предлагается, а с помощью массива нанотрубок. Однако данный метод получения терагерцового излучения является сложным и дорогостоящим за счет необходимости использования встроенных антенн и кремниевой линзы, поэтому лучше для получения терагерцового диапазона частот использовать одну нанотрубку.

1. Способ получения электромагнитного излучения гига- и терагерцового диапазона частот, включающий размещение по крайней мере одной однослойной углеродной нанотрубки в электрическом поле, направленном вдоль трубки, отличающийся тем, что выбирают трубку диаметром 1,39 нм и длиной не менее 6,16 нм, с одного края которой расположены как минимум три фуллерена C60, связанные между собой и со стенкой нанотрубки, и свободный заряженный фуллерен C60, расположенный в потенциальной яме нанотрубки, образованной за счет ван-дер-ваальсового взаимодействия между связанными фуллеренами, стенкой нанотрубки и свободным заряженным фуллереном.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения электромагнитного излучения гигагерцового диапазона частот нанотрубку размещают в электрическом поле величиной 1·103 до 9·105 В/см, причем заряд свободного фулерена выбирают от +1e до +3e.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения электромагнитного излучения терагерцового диапазона частот нанотрубку размещают в электрическом поле величиной 1·106 В/см, причем заряд свободного фулерена выбирают +3e.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к медицине и касается стабильной композиции наноструктурированного силденафила, ингибирующей цГМФ-специфичную фосфодиэстеразу типа 5 (PDEV), содержащей наноструктурированное основание силденафила или его фармацевтически приемлемые соли, имеющие средний размер частиц менее чем примерно 500 нм, стабилизатор, где композицию получают в проточном реакторе непрерывного действия на основе микроструйной техники и где композиция обладает полуаморфной структурой.
Изобретение относится к области медицины, а именно к формованному сорбенту с антибактериальными свойствами для лечения эндометрита, представляющему собой нанодисперсный мезопористый углеродный материал с удельной адсорбционной поверхностью не более 50 м2/г и прочностью на раздавливание не менее 20 кг/см2, содержащему поливинилпирролидон в количестве не менее 5,0%, характеризующемуся тем, что выполнен в виде цилиндров диаметром 2-4 мм, длиной 15-25 мм с одним внутренним каналом круглого сечения, к способу его изготовления, а также к способу лечения эндометрита.
Изобретение относится к области нанотехнологии, а именно к элементам электроники, состоящих из слоев и содержащих наноматериалы в своей конструкции. Технический результат - снижение размеров элементов электроники.

Изобретение может быть использовано в области нанотехнологий и химической промышленности. Способ получения наночастиц висмута включает концентрирование методами экстракции прекурсоров полупроводников из водных растворов с последующим их восстановлением.
Гибридный золь, содержащий нано- и микрочастицы, получают смешением силиказоля, содержащего нано- и микрочастицы и золя оксида тугоплавкого металла, содержащего микрочастицы, в соотношении, при котором оксид тугоплавкого металла в гибридном золе составляет от 0,1 до 20 масс.

Изобретение относится к составам сырьевых смесей на цементной основе, применяемых для производства теплоизоляционных строительных материалов, отличающихся повышенной пожаростойкостью.

Изобретение относится к области выделения частиц заданной дисперсности из суспензии и может быть применено в промышленности при получении нанодисперсных порошков для изготовления высокопрочных изделий с улучшенными свойствами.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в технологии изготовления малогабаритных тонкопленочных датчиков механических величин, работоспособных в широком диапазоне температур.

Изобретение может быть использовано для сварки и наплавки металлических деталей. Сварочный материал содержит металлический сердечник, покрытый полимерной оболочкой с распределенными в ней наноразмерными частицами активирующего флюса.

Изобретение относится к области производства полупроводниковых материалов, используемых в наноэлектронике. Техническим результатом изобретения является достижение определенной концентрации изотопа углерода С13, что обеспечит открытие запрещенной зоны в десятки мэВ.

Изобретение относится к способам получения сорбентов для хроматографического разделения фуллеренов. Проводят термическую обработку многослойных углеродных нанотрубок при 800-1000°C. Затем производят их смешение с дисперсным фторопластом. Операции осуществляют в среде азота или инертного газа. Изобретение обеспечивает получение эффективного сорбента по упрощенной технологии. 2 ил., 2 пр.

Изобретение относится к области химической технологии получения композитных углерод-металлических материалов и может быть использовано при изготовлении катализаторов, сорбентов, наполнителей полимеров, фармацевтических препаратов, неподвижных хроматографических фаз. Нанокомпозитный материал состоит из атомов углерода, азота и инкапсулированных в структуру, образованную этими атомами, наночастиц никеля или кобальта. Атомы углерода образуют конические многостенные углеродные нанотрубки, а атомы азота локализуются на окончаниях плоскостей или в местах структурных дефектов. Наночастицы металла находятся на концах нанотрубок, в приповерхностных слоях, формируя структурные дефекты, а также внутри канала. Способ приготовления материала заключается в инжекции раствора хлоридов, ацетатов или ацетилацетонатов кобальта или никеля в толуоле или бензоле в смеси с этанолом с добавлением триметиламина или тетраметилэтилендиамина в высокотемпературный герметичный реактор при температуре 580-600 °С, продуваемый азотом. Изобретение позволяет упростить процесс, уменьшить энергозатраты и повысить безопасность производства. 2 н.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к технологии получения чистого наноструктурированного кремния и может быть использовано в разных областях полупроводниковой техники. Наноразмерные структуры кремния получают термическим разложением моносилана, которое проводят адиабатическим сжатием смеси 10 об.% моносилана в аргоне при начальном давлении 0,095 МПа и температуре 130°С. Изобретение позволяет получать наночастицы кремния солнечного качества размерами от 30 до 100 нм в аморфной и кристаллической форме. 5 ил., 5 пр.

Изобретение относится к способу получения наноструктурированного слоя на поверхности металлов в условиях звукокапиллярного эффекта. На первом этапе осуществляют горизонтальное перемещение детали со скоростью υ=(10÷100) мм/мин с обработкой алмазным кругом с заданной зернистостью Z=(125/100÷80/63) мкм на связке M2-01 с концентрацией алмазов 100% с частотой вращения n=(500÷3000) об/мин при пластической деформации поверхности глубиной h=(0,01÷0,1) мм в один проход. На втором этапе задают зазор между полученной поверхностью детали и рабочей поверхностью шлифовального круга h=(0,1±0,05) мм и процесс шлифования осуществляют с одновременной подачей СОЖ с наночастицами металла и включают вибростенд. Обеспечивается образование ударной ультразвуковой волны высокой частоты fУз=(10÷500) кГц непосредственно в СОЖ у поверхности обрабатываемой детали, посредством которых осуществляется образование нанокластеров и блокирование микротрещин поверхностного слоя детали. Технический результат состоит в сокращении времени обработки детали, упрощении технологии и снижении стоимости процесса формирования наноструктурированного слоя на поверхности деталей машин из металлов и сплавов. 3 з.п. ф-лы, 7 ил., 3 пр., 3 табл.

Изобретение относится к области биомедицины, в частности к способу получения гибридных металлополимеров (софт-полимеры), которые могут быть использованы в качестве экологически безопасных биомиметических полимеров с управляемыми процессами физиологической электропроводности, а также для создания наноразмерных устройств биомолекулярной электроники. Образец из полимерного материала помещают в вакуумную камеру с магнетронным разрядным устройством. Подают в устройство аргон и производят генерацию аргоно-металлической плазмы. Осуществляют активацию поверхности полимера и осаждение на нее наноструктурированного металлического покрытия. В качестве полимерного материала используют биодеградируемый материал, представляющий собой полиаминокислоту, ковалентно связанную с циклофосфазеном. Осаждение покрытия производят в плазме импульсного магнетронного разряда с напряжением горения 400-700 В, током 1-10 А, длительностью импульса 1-20 мс и количеством импульсов 1-100. Реализация способа позволит создать экологически чистую технологию получения биомиметических гибридных наноструктурированных металлополимеров с управляемой структурой металлопокрытия и управляемыми процессами физиологической электропроводности. 1 табл., 3 ил.

Изобретение относится к вакуумно-плазменной обработке композитов. При обработке нанокомпозитов в водородной плазме используют установку, содержащую СВЧ-печь, установленный внутри печи кварцевый реактор для размещения в нем нанокомпозитов, состоящий из корпуса в виде полого цилиндра из кварцевого стекла и установленных на его торцах с использованием вакуумного уплотнения из термостойкой резины диэлектрических фланцев с хвостовиками для соединения с вакуумными шлангами, один из которых предназначен для подачи водорода в кварцевый реактор и снабжен натекателем, а другой - для вакуумирования СВЧ-печи и реактора при помощи механического насоса. Для обработки нанокомпозиты размещают внутри реактора, производят вакуумирование СВЧ-печи и реактора путем откачки воздуха при открытом натекателе, после чего производят подачу водорода в реактор и осуществляют промывку СВЧ-печи и реактора водородом, затем натекатель прикрывают для достижения рабочего давления в реакторе, после чего в кварцевом реакторе путем СВЧ-разряда зажигают водородную плазму и производят обработку водородом нанокомпозитов. Обеспечивается непрерывная обработка нанокомпозитов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области полимеров, а именно к области создания многофункциональных нанокомпозиционных материалов, и может быть использовано для получения конструкционных материалов с повышенными механическими и теплофизическими характеристиками, стойкими к агрессивным средам, например, в производстве пластиковых оболочек кабелей электротехнической промышленности, пленочных упаковочных материалов, мешков, тары, пластиковых труб. Способ получения наномодифицированного термопласта включает получение наномодифицированного связующего путем подготовки с помощью ультразвукового воздействия мощностью от 1 до 5 кВт и амплитудой от 20 до 80 мкм концентрата диспергированием частиц наномодификатора в полимерной матрице - смоле и введением полученного концентрата в связующее, после чего с последующим перемешиванием осуществляют получение наномодифицированного термопласта. В качестве полимерной матрицы используют расплав, по меньшей мере, одного термопласта с вязкостью не менее 10 сП в диапазоне температур, обусловленных условиями переработки термопласта в расплавленном состоянии, а именно от 120 до 200°С. Достигаемый технический результат заключается в получении термопластичного полимерного нанокомпозита с повышенным уровнем деформационно-прочностных характеристик. 1 з.п. ф-лы, 6 табл.

Изобретение относится к составам сырьевых смесей на цементной основе, применяемых для производства теплоизоляционных строительных материалов, отличающихся повышенной пожаростойкостью. Технический результат - повышение пожаростойких и прочностных характеристик при неизменной плотности, снижение теплопроводности, повышение однородности структуры и долговечности теплоизоляционного материала. Торфополимерная смесь для изготовления стеновых блоков, включающая основу в виде торфа и связующий элемент, состоит из следующих компонентов, мас.%: торф, наномодифицированный суспензией поливинилацетата и циклонной пыли газоочистки воздуха промышленных предприятий (из расчета: сухого поливинилацетата в количестве 6% от массы торфа и пыли - 2%) - 25, портландцемент ЦЕМ-II-42,5 - 35, хлорид аммония - 10, диаммонийфосфат - 10 и вода - 20. 1 табл.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в технологии изготовления малогабаритных тонкопленочных датчиков механических величин, работоспособных в широком диапазоне температур. Изобретение обеспечивает расширение температурного диапазона работы датчика, повышение воспроизводимости таких параметров тензорезисторов, как электрическое сопротивление и температурный коэффициент сопротивления, снижение температурной чувствительности датчиков. В способе изготовления тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системы высокотемпературного датчика механических величин на планарной стороне упругого элемента методами вакуумного распыления образуют гетерогенную структуру из нано- и микроразмерных пленок материалов, содержащую тонкопленочные диэлектрические, тензорезистивные и контактные слои. Формируют тензоэлементы (тензорезисторы), контактные проводники и контактные площадки к ним. Тензорезистивный слой формируют методом магнетронного распыления в вакуумной камере с одновременным использованием двух мишеней из никеля и титана. Упругий элемент со сформированным на нем диэлектрическим слоем устанавливают на карусель, нагревают, создают давление аргона, а затем вращают карусель, при этом задают плотности токов в зонах распыления первой и второй мишеней, исходя из их определенного соотношения. После этого упругий элемент выдерживают в вакууме при повышенной температуре в течение нескольких часов. 5 ил.

Изобретение может быть использовано для изготовления элементов аппаратов высокого давления, материалов с высокой износостойкостью, режущих инструментов, инструментов для бурения. Готовят исходную смесь, содержащую, масс. %: фуллерит C60 и/или C70 - 30-70; бор с размерами частиц до 2 мкм - 70-30. На первом этапе полученную смесь обрабатывают в газостате в инертном газе при давлении 50-120 МПа, температуре 1500-1850°C с последующей выдержкой 15-180 минут. Затем температуру снижают до комнатной, а давление - до атмосферного. На втором этапе воздействуют давлением не ниже 7 ГПа и температурой не ниже 1400°C в течение не менее одной минуты. После этого температуру снижают до комнатной, а давление - до атмосферного. Полученный материал имеет модуль Юнга 390-460 ГПа, объемный модуль 210-380 ГПа, модуль сдвига 170-180 ГПа и твердость 42-90 ГПа и представляет собой однородную высокодисперсную матрицу из карбида бора с гомогенно распределенными в ней алмазами с размерами порядка 1 мкм, с фактической плотностью не менее 98% от теоретической. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 пр.
Наверх