Włókna węglowe i kompozyty modyfikowane drogą interkalacji

• Autorzy: Macherzyńska B. , Błażewicz S.

Warianty tytułu

EN

Carbon fibres and composites modified by intercalation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy było określenie zdolności do interkalacji kompozytów węglowych ich poszczególnych komponentów. Przygotowano następujące materiały: włókien grafitowych o oznaczeniach producenta P-120 i K-1100, osnowę węglową i kompozyty. Do wytworzenia osnowy kompozytu wykorzystano żywicę fenolowo-formaldechydową (Z) i pak mezofazowy (PAK). Surowce osnowy węglowej po wstępnym procesie zwęglania zostały poddane obróbce cieplnej do 2150 stopni Celsjusza, co miało na celu podwyższenie zdolności osnowy węglowej do interkalacji. Otrzymano trzy rodzaje kompozytów P/Z, K/Z i K/PAK o wzmocnieniu dwukierunkowym (2D) różniących się między sobą rodzajem zastosowanych włókien i osnowy. Wszystkie próbki węglowe zostały poddane procesowi interkalacji chlorkiem miedzi(II). Do badania struktury materiałów węglowych przed i po procesie interkalacji stosowano dyfrakcję rentgenowską. Metodą tą wyznaczono parametry mikrostruktury (Lc, La), odległość międzypłaszczyznową (d002), oraz grubość warstwy interkalacyjnej (di).

EN

The aim of this paper was to describe ability to intercalation of laboratory prepared carbon composites and their constituents. In work the following materials were tested: pitch-based fibres of P-120 and K-1100 manufacturer's designations, carbon matrix and resulting composites. To prepare a matrix of composites, phenol-formaldehyde resin (Z) and pitch-based precursor (PAK) were used. After initial carbonisation, the carbon matrix was heated to 2150 degrees centigrade to improve ability to the future intercalation. Three kinds of composites (P/Z, K/Z and K/PAK), with two directional reinforcement (2D), were prepared. All carbon samples were intercalated with copper chloride(II). To study the structure of all materials, before and after intercalation, X-ray diffraction method was used. It enabled to measure microstructure parameters (Lc and La), interplanar distance (d002) and thickness of an intercalation layer (di). Before intercalation, graphite fibres are characterized by well developed graphite structure of three-dimensional order, different than carbon turbostratic structures. Graphite fibres show a tendency to intercalation, however this process proceeds harder than in a synthetic graphite, which is testified by difraction spectra with visible complex stages of intercalation. Comparison of two kinds of graphite fibres shows that their structure significantly affects intercalation process.

Słowa kluczowe

PL

włókna węglowe; kompozyty; kompozyty modyfikowane; kompozyty modyfikowane drogą interkalacji; interkalacja; struktura; dyfraktogram; chlorek miedzi

EN

carbon fibres; composites; composites modified by intercalation; intercalation; structure; diffraction spectra; copper chloride

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2002
• Tom: R. XXIII, nr 2
• Strony: 52--57
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Macherzyńska B.

• Katedra Ceramiki Specjalnej, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie

autor

Błażewicz S.

• Katedra Ceramiki Specjalnej, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie

Bibliografia

• 1. Donnet J. B., Bansal R. Ch.: Carbon Fibres, Marcel Dekker, New York and Basel, 1990
• 2. Gaier J. R., Slabe M. E., Stahl M.: Effect of heat-treatment temperature of vapor-grown graphite fibres, II. Stability of their bromine intercalation compounds, Synthetic Metals, 1989, 31, 241-249
• 3. Gaier J. R., Slabe M. E., Shaffer N.: Stability of the electrical resistivity of bromine, iodine monochloride, copper (II) chloride, and nickel (II) chloride intercalated pitch-based graphite fibres, Carbon 26, 1988, 3, 381-387
• 4. Gaier J. R., Hambourger P. D., Slabe M. E.: Effect of heat-treatment temperature of vapor-grown graphite fibres, I. Properties of their bromine intercalation compounds, Synthetic Metals, 1989, 31, 229–240
• 5. Henrinckx C., Petrret R., Ruland W.: Nature 1968, 220, 63
• 6. McRae E., Polo V., Vangelisti R., Lelaurain M.: Heterocomplex-based graphite lamellar compounds: C22CuAl2Cl8,5 and C1oCdo,2AICI3,7: intercalation pathway structure and transport, Carbon 34, 1996, 1. 101-107
• 7. Błażewicz S., Macherzyńska B., Touzain Ph., Stodulski M.: Badanie nad zastosowaniem kompozytów węglowych w akumulatorach ciepła reakcji chemicznej, Karbo, 1999, 5, 185–188
• 8. Błażewicz S., Macherzyńska B., Touzain Ph., Sarmeo D.: Kompozyty C/C interkalowane związkami akceptorowymi, Karbo, 2000, 4–5, 144-147
• 9. Błażewicz S.: Otrzymywanie i modyfikacja fizykochemicznych właściwości włókien węglowych. Zeszyty Naukowe AGH, 1991.
• 10. Touzain Ph., Bagga G. R., Błażewicz S.: Electrical conductivity, mechanical properties and stability of intercalated graphite fibres, Synthetic Metals, 1987, 18, 565-572
• 11. Gaier J. R., Jaworske D. A.: Synthetic Metals, 1985, 12, 525
• 12. Chieu T. C., Dresselhaus M. S., Endo M., Moore A. W.: Physics Rev. B 27, 3686. 1983
• 13. Abrahams E. Anderson P. W., Licciardello D. C., Ramakrishnan T. V.: Phys. Rev. Letters 1979, 42, 613
• 14. Piraux L., Bayot V., Gonze X., Michenaud J. P.: Physics Rev. 1987, B 36, 9045
• 15. Savage D.: Carbon-Carbon Composites, Chapmann and Hall, London 1993

Uwagi

Pomyłka w numeracji