Перспективы применения наноматериалов в космической технике. Новиков Л.С - 48 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГУ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

Раздел 1
48
сильно зависят электрические и магнитные свойства УНТ, но
влияние этого параметра на механические свойства нанотрубок
не обнаружено.
Нанотрубки обладают очень хорошими механическими харак-
теристиками. Предел прочности однослойных УНТ по разным
оценкам составляет от 50 до 150 ГПа, что в десятки раз выше
прочности стали. Поскольку плотность УНТ достаточно низка
(1,3–1,4 г⋅см
−3
), то удельная прочность материала, изготовленного
из нанотрубок, достигает рекордных значений. Относительное
удлинение УНТ до разрушения составляет 10–15%, т.е. они обла-
дают и достаточно высокой пластичностью.
Многослойные УНТ имеют некоторые отличительные особен-
ности. Считается, что предел прочности и упругость многослой-
ных УНТ выше по сравнению с однослойными, однако их гиб-
кость
падает с ростом числа слоев. Еще одним интересным, но
пока малоизученным свойством многослойных УНТ является
способность внутренней нанотрубки выдвигаться из многослой-
ной УНТ, а затем втягиваться обратно под действием сил
Ван-дер-Ваальса подобно пружине. Математическое моделиро-
вание и эксперименты показывают, что такое перемещение
внутренней УНТ происходит практически без трения. Силы
трения, возникающие при вращении внутреннего слоя относи-
тельно внешних, также очень малы, что позволяет рассматри-
вать многослойную УНТ как почти идеальный подшипник. Это
замечательное свойство многослойных УНТ используется при
построении на их основе различных наномеханизмов, некото-
рые из которых описаны в разд. 5.
Высокие механические параметры УНТ обусловлены двумя
основными факторами.
Во-первых, в нанотрубках концентрация
дефектов, приводящих к ухудшению механических свойств, зна-
чительно ниже по сравнению с традиционными материалами, а
во-вторых, УНТ обладают способностью к перестройке углерод-
углеродных связей под нагрузкой, в частности при изгибе. За
счет последнего эффекта шестиугольные ячейки стенок УНТ
могут перестраиваться в пятиугольные или семиугольные, что
Раздел 1

сильно зависят электрические и магнитные свойства УНТ, но
влияние этого параметра на механические свойства нанотрубок
не обнаружено.
   Нанотрубки обладают очень хорошими механическими харак-
теристиками. Предел прочности однослойных УНТ по разным
оценкам составляет от 50 до 150 ГПа, что в десятки раз выше
прочности стали. Поскольку плотность УНТ достаточно низка
(1,3–1,4 г⋅см−3), то удельная прочность материала, изготовленного
из нанотрубок, достигает рекордных значений. Относительное
удлинение УНТ до разрушения составляет 10–15%, т.е. они обла-
дают и достаточно высокой пластичностью.
   Многослойные УНТ имеют некоторые отличительные особен-
ности. Считается, что предел прочности и упругость многослой-
ных УНТ выше по сравнению с однослойными, однако их гиб-
кость падает с ростом числа слоев. Еще одним интересным, но
пока малоизученным свойством многослойных УНТ является
способность внутренней нанотрубки выдвигаться из многослой-
ной УНТ, а затем втягиваться обратно под действием сил
Ван-дер-Ваальса подобно пружине. Математическое моделиро-
вание и эксперименты показывают, что такое перемещение
внутренней УНТ происходит практически без трения. Силы
трения, возникающие при вращении внутреннего слоя относи-
тельно внешних, также очень малы, что позволяет рассматри-
вать многослойную УНТ как почти идеальный подшипник. Это
замечательное свойство многослойных УНТ используется при
построении на их основе различных наномеханизмов, некото-
рые из которых описаны в разд. 5.
   Высокие механические параметры УНТ обусловлены двумя
основными факторами. Во-первых, в нанотрубках концентрация
дефектов, приводящих к ухудшению механических свойств, зна-
чительно ниже по сравнению с традиционными материалами, а
во-вторых, УНТ обладают способностью к перестройке углерод-
углеродных связей под нагрузкой, в частности при изгибе. За
счет последнего эффекта шестиугольные ячейки стенок УНТ
могут перестраиваться в пятиугольные или семиугольные, что

48

Страницы