МОДИФІКАЦІЯ СТРУКТУРИ НАНОПОРИСТОГО ВУГЛЕЦЕВОГО МАТЕРІАЛУ ШЛЯХОМ ЛАЗЕРНОГО ОПРОМІНЕННЯ
DOI:
https://doi.org/10.32626/2307-4507.2014-20.182-185Анотація
У роботі проведений аналіз впливу лазерного опромінення на пористу структуру вуглецевих матеріалів, які використовуються в якості електродів електрохімічних конденсаторів чи інших джерел та накопичувачів електричної енергії. Розглянуті різні теоретичні моделі взаємодії лазерного випромінювання із структурою твердого тіла, що призводять до перерозподілу та утворення пор у ньому. Зокрема, проаналізовані теоретичні основи теплової моделі та моделі концентраційно-деформаційно-теплових нестабільностей, визначені основні механізми зміни структури. В роботі отримані основні кількісні співвідношення для умов утворення та перерозподілу пор в твердому тілі, вказані необхідні коефіцієнти та проведена кореляція між отриманими результатами та експериментальними даними. Аналіз моделей проведений як для загального випадку, так і для конкретного досліджуваного матеріалу.
Ключові слова: лазерне опромінення, пора, нанопористий вуглецевий матеріал.
В работе проведен анализ влияния лазерного облучения на пористую структуру углеродных материалов, которые используются в качестве электродов электрохимических конденсаторов или других источников и накопителей электрической энергии. Рассмотрены различные теоретические модели взаимодействия лазерного излучения со структурой твердого тела, приводящие к перераспределению и образования пор в нем. В частности, проанализированы теоретические основы тепловой модели и модели концентрационно-деформационно-тепловых нестабильностей, определены основные механизмы изменения структуры. В работе получены основные количественные соотношения для условий образования и перераспределения пор в твердом теле, указаны необходимые коэффициенты и проведена корреляция между полученными результатами и экспериментальными данными. Анализ моделей проведен как для общего случая, так и для конкретного исследуемого материала.
Ключевые слова: лазерное облучение, пора, нанопо-ристый углеродный материал.
The paper analyzed the effect of laser irradiation on porous carbon materials used as electrodes for electrochemical capacitors or other sources and storage of electrical energy. Different theoretical models of the interaction of laser radiation with the structure of solids, leading to redistribution and the formation of pores in it are shown. In particular, analyzes the theoretical basis of the thermal model and model of concentration-deformation-thermal instabilities, basic mechanisms of changes in the structure are identified. In this paper, the main quantitative relation for the conditions of formation and redistribution of pore are received, listed necessary coefficients and carried out a correlation between the obtained results and the experimental data. The analysis of models are carried out for the general case and for particular material.
Key words: laser irradiation, pore, nanoporous carbon material.
Посилання
Отримання та модифікація нанопористого вуглецю для молекулярних накопичувачів електричної енергії / [А.П. Шпак, І.М. Будзуляк, Р.П. Лісовський, Р.І. Мерена, М.В. Берке-щук]. - К. : ІФМ НАН України, 2006. - 82 с.
Мирзоев Ф.Х. Лазерное управление процессами в твердом теле / Ф.Х. Мирзоев, В.Я. Панченко, Л. А. Шелепин // Успехи физических наук. - 1996. - Т. 166, №1. - С. 3-32.
Емельянов В.И. Механизм образования и эволюции периодических наноструктур рельефа поверхности при сканирующем лазерном неупругом фотодеформировании полупроводников / В.И. Емельянов, С.В. Винценц, Г.С. Плотников // Поверхность. - 2007.- № 11. - С. 55-61.
Мирзоев Ф.Х. Кинетика нуклеации кластеров и формирование наноструктур в конденсированных системах / Ф.Х. Мирзоев // Современные лазерно-информационные и лазерные технологи : сборник трудов ИПЛИТ РАН. - М. : Интерконтакт Наука, 2005. - С. 62-77.
Лазерная и электронно-лучевая обработка материалов : справочник / [Рыкалин Н.Н., Углов А.А., Зуев И.В., Кокора А.Н.]. - М. : Машиностроение, 1985. - 496 с.
