Компьютерное моделирование и наноскопические исследования структуры и свойств шунгита | Механика | композиционных | материалов и конструкций
> Том 12 > №4 / 2006 / Страницы: 513-529

Компьютерное моделирование и наноскопические исследования структуры и свойств шунгита

, , , , , ,

Аннотация:

Шунгит – композит с углеродной матрицей, в которой равномерно распределены высокодисперсные частицы силикатов. В компонентный состав шунгита входят также фуллерены. Структура и состав шунгитовых пород придает им ряд необычных физических, химических, физико-химических и технологических свойств. Следствием высокой совместимости шунгитов со связующими является способность создавать высоконаполненные композиции, в том числе, на основе каучуков. Структурные представления о шунгите противоречивы, химическое строение и физико-химические свойства описаны приближенно. Необходим переход к наноразмерным оценкам, что позволит охарактеризовать структуру и свойства данного материала на атомно-молекулярном уровне, т.е. «из первых принципов». В настоящей работе обсуждаются результаты прямого численного моделирования, в рамках кластерного квантово-механического приближения, наноструктуры шунгита и его компонент. Построены и проанализированы квантово-механические модели кластеров углерода и фуллеренов, взаимодействующих, в частности, со слоистой «гофрированной» углеродной подложкой С300 (прототипы шунгитовых структур), адсорбционных комплексов силикатных частиц (с фуллеренами и углеродной подложкой С300). Методами динамической атомно-силовой микроскопии изучены микроструктура природных шунгитовых агрегатов и приготовленных по специальной технологии наноразмерных частиц шунгита. Рассматриваются результаты реологических исследований и прочностных испытаний наполненных шунгитом резиновых компаундов и вулканизатов на их основе. Проведена оценка усиливающих свойств шунгита в составе резинового композита.

Ключевые слова:

13