ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СТРУКТУРНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В СТЕКЛОУГЛЕРОДЕ МЕТОДОМ ИК-ФУРЬЕ СПЕКТРОСКОПИИ

Представлены результаты исследования структуры и структурных превращений в поверхностном слое образцов стеклоуглерода (СУ), подвергнутых термической обработке (интервал температур 1500 – 3000 °C) в инертной среде. Термическая обработка приводит к структурным превращениям, меняющим соотношение углерода, содержание примесей, пористость СУ. Образцы исследовали методом ИК-Фурье спектроскопии с использованием IR-Infinity SHIMADZU со стандартной приставкой диффузного отражения. Выявили наличие атомов углерода в состояниях с sp-, sp²- и sp³-гибридизацией, присутствие адсорбированных гидроксильных, карбонильных групп и атомов водорода в ароматических и алифатических углеродных структурах. Проведен анализ динамики изменения содержания этих структур с увеличением температуры термообработки. Электронно-микроскопические исследования, проведенные на приборе JEOL JSM-6490LV, показали наличие микропористости, слоистых структурных фрагментов, отличающихся от строения СУ внутри пор. Полученные данные, сопоставленные с результатами исследований образцов методом рентгеноструктурного анализа, хорошо согласуются с существующими представлениями о строении и структурных превращениях в СУ.

1. Бехтерев А. Н. Фононная структура конденсированного углерода и наноуглерода. — Магнитогорск: Магнитогорский гос. техн. университет им. Г. И. Носова, 2016. — 221 с.

2. Setton R., Bernier P., Lefrant S. Carbon Molecules and Materials. — London – New York: Taylor & Francis, 2002. — 489 p.

3. Barnard A. S. Theory and modeling of nanocarbon phase stability / Diamond and Related Materials. 2006. Vol. 15. Issue 2 – 3. P. 285 – 291.

4. Беленков Е. А., Грешняков В. А. Классификация структурных разновидностей углерода / ФТТ. 2013. Т. 55. Вып. 8. С. 1640 – 1650.

5. Ferrari A., Robertson J. Raman spectroscopy of amorphous, nanostructured, diamond-like carbon, and nanodiamond / Phil. Trans. R. Soc. Lond. A. 2004. Vol. 362. P. 2477 – 2512.

6. Бехтерев А. Н., Золотарев В. М. Исследование колебательных состояний в низкоразмерном нанокристаллическом углероде с изменяющейся структурой / Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. 2006. Вып. 34. С. 91 – 96.