Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов
Основан в 2009 году

Наноструктуры в тонком слое угольного вещества

В.М. Юров1, К.М. Маханов1, В.С. Портнов2

1 Карагандинский государственный университет им. Е.А. Букетова
2 Карагандинский технический университет

DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.746

Оригинальная статья

Аннотация: В представленной работе рассмотрен поверхностный слой угольного вещества, структура и характеристики которого отличны от структуры объема. Этот слой имеет два уровня: d(I) равный 151,5 нм и d(II) ≈ 10 · d равный 1515 нм для антрацита. Для чистых металлов d(I) равно 1 - 6 нм, что на 2 порядка меньше поверхностного слоя угольного вещества. Толщина этого слоя имеет порядок толщин высших фуллеренов C96, равного 135 нм. Все эти особенности угольного вещества, имеющего углеродную основу и представляющего собой полимер с надмолекулярной структурой, приводят к тому, что именно поверхностный слой определяет физические процессы в нем, связанные с протеканием газов и жидкости, а также с явлениями взрывоопасности.

Ключевые слова: поверхностный слой, наноструктура, поверхностная энергия, атомный объем, размерный эффект, угольное вещество

  • Юров Виктор Михайлович – к.ф.-м.н., доцент, директор научно-исследовательского центра «Ионноплазменных технологий и современного приборостроения» Карагандинский государственный университет им. Е.А. Букетова
  • Маханов Канат Мэтович – к.ф.-м.н., доцент кафедры радиофизики и электроники Карагандинский государственный университет им. Е.А. Букетова
  • Портнов Василий Сергеевич – д.т.н., профессор, кафедра «Геологии и разведки месторождений полезных ископаемых» Карагандинский технический университет

Ссылка на статью:

Юров, В.М. Наноструктуры в тонком слое угольного вещества / В.М. Юров, К.М. Маханов, В.С. Портнов // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — Тверь: Твер. гос. ун-т, 2020. — Вып. 12. — С. 746-757. DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.746.

Полный текст: download PDF file

Библиографический список:

1. Юров, В.М. Толщина поверхностного слоя, поверхностная энергия и атомный объем элемента / В.М. Юров, С.А. Гученко, В.Ч. Лауринас // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2018. – Вып. 10. – С. 691-699. DOI: 10.26456/pcascnn/2018.10.691.
2. Юров, В.М. Толщина поверхностного слоя атомарно-гладких кристаллов / В.М. Юров // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2019. – Вып. 11. – С. 389-397. DOI: 10.26456/pcascnn/2019.11.389.
3. Оура, К. Введение в физику поверхности / К. Оура, В.Г. Лифшиц, А.А. Саранин и др. – М.: Наука, 2006. – 490 с.
4. Гюльмалиев, А.М. Молекулярное моделирование структуры и свойств органической массы углей / А.М Гюльмалиев., С.Г. Гагарин // Химия твердого топлива. – 2010. – № 3. – С. 16-25.
5. Москаленко, Т.В. Математическая модель расчета молекулярной массы угля / Т.В. Москаленко, В.А. Михеев, Е.В. Ворсина // Современные наукоемкие технологии. – 2018. – № 10. – P. 82-86. DOI: 10.17513/snt.37199.
6. Юров, В.М. Толщина поверхностного слоя фуллеренов / В.М. Юров, К.М. Маханов // Научные горизонты. – 2020. – № 1 (29). – С. 139-147.
7. Зейналов, Э.Б. Фуллерены: Информационный сборник (1991-2006) / Э.Б. Зейналов. – Баку: «Нурлан». – 2007. – 521 с.
8. Коваленко, В.И. Строение и стабильность высших фуллеренов / В.И. Коваленко, А.Р. Хаматгалимов. – М.: ФГБУН ИФМК УНЦ РАН, 2019. – 212 с.
9. Магомедов, М.Н. О межфуллеренном взаимодействии и свойствах фуллеритов / М.Н. Магомедов // Теплофизика высоких температур. – 2005. – Т. 43. – № 3. – С. 385-395.
10. Porous silicon: From formation to application: formation and properties. – V. 1. / Ed. by G. Korotcenkov. – Boca Raton, London, New York: CRC Press Taylor & Francis Group, 2016. – 439 p. DOI: 10.1201/b19342.
11. Юров, В.М. Толщина поверхностного слоя пористого кремния / В.М. Юров // Вестник КазНУ им. аль Фараби. – 2020. – № 1 (72). – С. 60-66. DOI: 10.26577/RCPh.2020.v72.i1.07.
12. Олонцев, В.Ф. Оптимизация пористой структуры активированных углей в процессе технологического производства / В.Ф. Олонцев, Е.А. Фарберова, А.А. Минькова, К.Н. Генералова, К.С. Белоусов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Химия и химическая биотехнология. – 2015. – № 4. – С. 9-23.
13. Десяткин, А.С. Изучение петрофизических свойств углей по данным геофизических исследований скважин (ГИС) / А.С. Десяткин // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2006. – № S5. – С. 118-132.
14. Русанов, А.И. Фазовые равновесия и поверхностные явления / А.И. Русанов. – Л.: Химия, 1967. – 388 с.
15. Юров, В.М. Некоторые вопросы физики прочности металлических наноструктур / В.М. Юров, В.Ч. Лауринас, С.А. Гученко // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2013. – Вып. 5. – С. 408-412.
16. Глезер, А.М. Основы пластической деформации наноструктурных материалов / А.М. Глезер, Э.В. Козлов, Н.А. Конева, Н.А. Попова, И.А. Курзина. – M.: Физматлит, 2016. – 304 c.
17. Уваров, Н.Ф. Размерные эффекты в химии гетерогенных систем / Н.Ф. Уваров, В.В. Болдырев // Успехи химии. – 2001. – Т. 70. – № 4. – С. 307-329.
18. Арутюнов, К.Ю. Квантовые размерные эффекты в металлических наноструктурах / К.Ю. Арутюнов // Доклады Академии наук высшей школы Российской Федерации. – 2015. – № 3 (28). – С. 7-16. DOI: 10.17212/1727-2769-2015-3-7-16.
19. Захаров, Е.И. Математическое описание процесса самонагревания угля / Е.И. Захаров, Н.М. Качурин // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. – 2013. – Вып. 1. – С. 58-70.
20. Калякин, С.А. Пожаровзрывоопасность угля и пылегазовых смесей в шахтах / С.А. Калякин // Вісті Донецького гірничого інституту. – 2013. – № 1 (32). – С. 127-144.
21. Глушенко, И.М. Теоретические основы технологии горючих ископаемых / И.М. Глушенко. – М.: Металлургия. – 1990. – 296 с.
22. Стадников, Г.Л. Самовозгорающиеся угли и породы, их геологическая характеристика и методы опознания / Г.Л. Стадников. – М.: Углехимиздат. – 1956. – 478 с.
23. Исхаков, Х.А. Роль сорбционной влаги в процессах окисления углей / Х.А. Исхаков // Химия твердого топлива. – 1990. – № 2. – С. 19-24.
24. Голынская, Ф.А. Характеристика наиболее действенных факторов самовозгорания углей в пластах / Ф.А. Голынская // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2011. – № 2. – С. 19-23.