Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) часть 1)

Фильтрующий материал в комбинации с вермикулитом обладает высокой сорбционной активностью по отношению к ряду техногенных радионуклидов 134Cs,137Cs и изотопам йода, в том числе 131I, а также по отношению к основным наиболее распространенным в подземных водах природным радионуклидам 226Ra, 224Ra, 228Ra, 238U, 235U, 210Pb и 210Po, которая обеспечивает снижение их удельной активности до 80 %. Поскольку сорбционные свойства фильтрующих материалов определяются, кроме прочего, условиями (температура процесса фильтрации и перепад давления жидкости на входе и выходе из колонки) и режимом фильтрации (линейной скоростью фильтрации и высотой столба фильтрующего материала, которые в конечном итоге определяют время контакта жидкости с его зернами), все экспериментальные исследования были проведены при комнатной температуре и постоянном расходе модельной жидкости. Учитывая одновременно достаточно высокую сорбционную емкость по отношению к указанным природным и техногенным радионуклидам, данный фильтрующий материал может использоваться для эффективной очистки питьевой воды. Уникальные возможности метода плазменно-стимулированного разложения углеводородов под действием плазмы вакуумной дуги открываются для формирования пироуглеродных покрытий при относительно низких температурах и высоких скоростях нанесения. Суть плазменной стимуляции процесса осаждения покрытий из газовой фазы состоит в том, что плазма создает на поверхности подложки условия, эквивалентные очень высокой температуре, а также ускоряет процессы химического взаимодействия компонентов газовой смеси на поверхности подложки. В силу высокой «энергетики» процесса плазменной стимуляции удается получать соединения из не взаимодействующих в нормальных условиях газовых компонентов. Пироуглерод используется в качестве конструкционного и тигельного материала в производстве полупроводников, стекла, монокристаллов и чистых металлов, применяется как антифрикционный уплотнительный материал и эрозионно устойчивый материал, применяется для объемного уплотнения тормозных колодок из композитов углерод-углерод, электродов для химического и спектрального анализа, для получения материала анодов химических источников тока, в том числе анодов литий-ионных аккумуляторов, наносится на носовые части ракет, камеры сгорания ракетных двигателей и т. д. В данной работе рассматривается возможность получения пироуглеродных покрытий на металлических сетках мощных генераторных ламп новым методом плазменно-стимулированного осаждения. Пиролитический углерод — высокопрочный материал с хорошей теплопроводностью, высокой излучательной способностью (е ~ 0,8-0,85), низкой вторичной электронной эмиссией (ВЭЭ) — лучший из существующих материалов для изготовленияуправляющих сеток электронных приборов или для нанесения покрытий на сетки металлической конструкции. Процесс образования пироуглерода можно рассматривать как кристаллизацию из газовой фазы [1] на твердой поверхности. Элементарные стадии процесса - - образование зародышей на поверхности и их рост. В процессе роста атомы углерода из газовой фазы взаимодействуют с углеродом зародышей, образуя плотную массу. Этот процесс осуществляется через так называемый конус роста (рис. 4), вершина которого расположена на подложке, а ось направлена перпендикулярно ее поверхности. Постепенно расширяясь, основания конусов заполняют всю поверхность подложки. В дальнейшем конусы превращаются в цилиндры (рис. 5) столбчатой структуры. В результате формируется сплошная беспористая структура пироуглеродного покрытия (рис. 6). Внутри таких кристаллитов слои углеродных атомов могут образовывать либо турбостратную, либо графитоподобную структуру в зависимости от температуры процесса. Электронно-микроскопическое изображение структуры скола пироуглеродного покрытия при различном увеличении позволяет судить о механизме формирования покрытия. При более детальном рассмотрении шлифа пироуглерода видно, что его структура преимущественно состоит из своеобразных конусов (рис. 7), напоминающих графитовые вискеры. Рис. 4. Электронно-микроскопическое изображение Рис. 5. Электронно-микроскопическое изображение структуры пироуглеродного покрытия на начальной столбчатой структуры пироуглеродного покрытия стадии роста 56