высокопрочная нанопленка или нанонить и способ их получения (варианты)

Классы МПК:C01B31/36 кремния или бора 
B82B3/00 Изготовление или обработка наноструктур
C04B35/563 на основе карбида бора
C04B35/565 на основе карбида кремния
C04B35/80 волокна, нити, пластинки, спиральные пружины или подобные им формованные материалы
C04B35/84 материалы для пропитывания или покрытий
B82Y40/00 Изготовление или обработка нано-структур
Патентообладатель(и):Староверов Николай Евгеньевич (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-05-22
публикация патента:

Изобретение может быть использовано в химической промышленности и нанотехнологии. Нанопленку или нанонить получают осаждением на основу - фторопластовое волокно или пленку, слоя бора или кремния нанотолщины, который затем подвергают обработке в угарном газе в присутствии угля или сажи при температуре 1400-1500°C. На образовавшийся слой карбида бора или карбида кремния осаждают, соответственно, слой кремния или бора. Образовавшуюся композицию выдерживают в вакууме или в атмосфере инертного газа при температуре 1400-1500°С, а затем при этой же температуре в угарном газе в присутствии угля или сажи. В качестве основы может быть использовано корундовое волокно или пленка. Полученная нанопленка или нанонить является высокопрочной. 5 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 пр.

Формула изобретения

1. Способ получения нанопленки или нанонити, отличающийся тем, что на фторопластовое волокно или пленку осаждают слой бора нанотолщины, который затем подвергают обработке в угарном газе в присутствии угля или сажи при температуре 1400-1500°C, затем на образовавшийся слой карбида бора осаждают слой кремния и образовавшуюся композицию выдерживают в вакууме или в атмосфере инертного газа при температуре 1400-1500°C, а затем при этой же температуре в угарном газе в присутствии угля или сажи.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что соотношение компонентов: бора - 21,235%, углерода - 23,595%, кремния - 55,17%.

3. Способ получения нанопленки или нанонити, отличающийся тем, что на фторопластовое волокно или пленку осаждают слой кремния нанотолщины, который затем подвергают обработке в угарном газе в присутствии угля или сажи при температуре 1400-1500°C, затем на образовавшийся слой карбида кремния осаждают слой бора и образовавшуюся композицию выдерживают в вакууме или в атмосфере инертного газа при указанной температуре.

4. Способ получения нанопленки или нанонити, отличающийся тем, что на корундовое нановолокно или нанопленку осаждают слой кремния нанотолщины, на который затем осаждают слой бора или наоборот, а затем композицию подвергают обработке в угарном газе в присутствии угля или сажи при температуре 1400-1500°C.

5. Способ получения нанопленки или нанонити, отличающийся тем, что на корундовое нановолокно или нанопленку одновременно осаждают слой кремния и бора нанотолщины, а затем композицию подвергают обработке в угарном газе в присутствии угля или сажи при температуре 1400-1500°C.

6. Высокопрочная нанопленка или нанонить, отличающаяся тем, что она получена любым из способов по пп.1, 3, 4 или 5.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нанотехнологиям и предназначено для получения высокопрочной трубчатой или комбинированной нити, пленки или ленты (разница только в ширине) нанотолщины из тройной структуры бор-углерод-кремний B-C-Si (насколько мне известно, оно не имеет названия, поэтому далее будем называть его, а точнее - наноизделия из него - «старброн»).

Известен способ получения корундовой трубчатой нанонити, см заявку на изобретение 2011114097, состоящий в осаждении алюминия на любое волокно и последующее окисление алюминия. Однако в некоторых случаях могут потребоваться материалы с другими свойствами.

Задача изобретения - получение старбронных наноструктур.

Старбронная нанопленка или нанонить - это состоящая из тройного соединения бор-углерод-кремний структура в слое нанотолщины.

СПОСОБ - 1 получения данной нанопленки или нанонити состоит в том, что на любое волокно или пленку (далее «основа») осаждается слой бора нанотолщины, который затем подвергается обработке в угарном газе в присутствии угля или сажи при температуре, не выше температуры плавления осажденного слоя (далее «процесс карбидизации», см. «Химическая энциклопедия», том «К», статья «Карбиды»), а затем на образовавшийся слой карбида бора осаждается слой кремния, и образовавшаяся композиция выдерживается в вакууме или в атмосфере инертного газа при температуре 1400-1500°С (см. там же), после чего композиция выдерживается в угарном газе в присутствии угля или сажи при температуре 1400-1500°С (вторичная карбидизация).

Для получения как можно более чистого соединения желательно следить за количеством осаждаемого вещества (например, косвенно об этом можно судить по убыли источника вещества). Оптимальное соотношение: бора 10,81 весовых частей, углерода 12,011 весовых частей, кремния 28,085 весовых частей. Или, соответственно, бора 21,235%, углерода 23,595%, кремния 55,17%.

Вторичная карбидизация нужна потому, что карбид бора В12С3 содержит недостаточно углерода для образования «старброна». В этом смысле более оптимальным является способ 2.

СПОСОБ - 2 получения данной нанопленки или нанонити состоит в том, что на любое волокно или пленку (далее «основа») осаждается слой кремния нанотолщины, который затем подвергается обработке в угарном газе в присутствии угля или сажи при температуре, не выше температуры плавления осажденного слоя (далее «процесс карбидизации», см. «Химическая энциклопедия», том «К», статья «Карбиды»), а затем на образовавшийся слой карбида кремния осаждается слой бора, и образовавшаяся композиция выдерживается в вакууме или в атмосфере инертного газа при температуре 1400-1500°С (процесс боридизации, см. там же).

В этом способе в образовавшемся карбиде кремния SiC сразу достигается нужное для получения старброна соотношение кремния и углерода. И при последующем борировании образуется старброн.

СПОСОБ - 3 получения данной нанопленки или нанонити состоит в том, что на любое волокно или пленку (далее «основа») осаждается слой кремния нанотолщины, на который затем осаждается слой бора, или наоборот, а затем композиция подвергается обработке в угарном газе в присутствии угля или сажи при температуре, не выше температуры плавления осажденного слоя (далее «процесс карбидизации», см. «Химическая энциклопедия», том «К», статья «Карбиды»).

В этом случае сначала образуется борид кремния, который затем подвергается карбидизации.

Возможно получение сразу борида кремния.

СПОСОБ - 4 получения данной нанопленки или нанонити состоит в том, что на любое волокно или пленку (далее «основа») одновременно осаждается слой кремния и бора нанотолщины, а затем композиция подвергается обработке в угарном газе в присутствии угля или сажи при температуре, не выше температуры плавления осажденного слоя.

При получении старбронной нанопленки основа может иметь микрорельеф, и тогда получившаяся пленка или лента (то есть разрезанная на полосы пленка) будет иметь повышенную эластичность.

Пример 1. На фторопластовое волокно или пленку (далее «основа») осаждается слой бора нанотолщины, который затем подвергается обработке в угарном газе в присутствии угля или сажи при температуре 1400-1500°С, а затем на образовавшийся слой карбида бора осаждается слой кремния, и образовавшаяся композиция выдерживается в вакууме или в атмосфере инертного газа при температуре 1400-1500°С (см. там же), после чего композиция выдерживается в угарном газе в присутствии угля или сажи при температуре 1400-1500°С (вторичная карбидизация).

Пример 2. На фторопластовое волокно или пленку (далее «основа») осаждается слой кремния нанотолщины, который затем подвергается обработке в угарном газе в присутствии угля или сажи при температуре 1400-1500°С, а затем на образовавшийся слой карбида кремния осаждается слой бора, и образовавшаяся композиция выдерживается в вакууме или в атмосфере инертного газа при температуре 1400-1500°С.

Пример 3. На корундовое нановолокно или нанопленку (далее «основа») осаждается слой кремния нанотолщины, на который затем осаждается слой бора, или наоборот, а затем композиция подвергается обработке в угарном газе в присутствии угля или сажи при температуре 1400-1500°С.

Пример 4. На корундовое нановолокно или нанопленку (далее «основа») одновременно осаждается слой кремния и бора нанотолщины, а затем композиция подвергается обработке в угарном газе в присутствии угля или сажи при температуре 1400-1500°С.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2492139

patent-2492139.pdf

Класс C01B31/36 кремния или бора 

способ получения тонкодисперсного поликристаллического карбида кремния -  патент 2516547 (20.05.2014)
компонент системы сгорания и способ предотвращения накопления шлака, золы и угля -  патент 2510687 (10.04.2014)
способ получения больших однородных кристаллов карбида кремния с использованием процессов возгонки и конденсации -  патент 2495163 (10.10.2013)
способ получения нанопорошка карбида кремния -  патент 2493937 (27.09.2013)
способ получения пористого наноструктурного карбида кремния -  патент 2484017 (10.06.2013)
способ получения -карбида кремния -  патент 2472703 (20.01.2013)
способ и устройство для получения энергии -  патент 2451057 (20.05.2012)
способ получения поликристаллического карбида кремния -  патент 2448041 (20.04.2012)
способ одновременного получения нескольких ограненных драгоценных камней из синтетического карбида кремния - муассанита -  патент 2434083 (20.11.2011)
способ обработки шлифовальных порошков -  патент 2401801 (20.10.2010)

Класс B82B3/00 Изготовление или обработка наноструктур

Класс C04B35/563 на основе карбида бора

Класс C04B35/565 на основе карбида кремния

шихта керамического материала для высокотемпературного применения в окислительных средах -  патент 2498963 (20.11.2013)
композиционный керамический материал в системе sic-al2o3 для высокотемпературного применения в окислительных средах -  патент 2498957 (20.11.2013)
способ изготовления изделий из углерод-карбидокремниевого материала -  патент 2494962 (10.10.2013)
способ изготовления изделий из углерод-карбидокремниевого материала -  патент 2494043 (27.09.2013)
способ изготовления изделий из углерод-карбидокремниевого материала -  патент 2494042 (27.09.2013)
способ изготовления образцов для экспресс-оценки качества графитированного наполнителя при силицировании изделий на его основе -  патент 2475462 (20.02.2013)
способ нанесения покрытия на покрытую карбидом кремния подложку -  патент 2466116 (10.11.2012)
способ получения порошковой композиции на основе карбосилицида титана -  патент 2460706 (10.09.2012)
растворный способ получения карбидокремниевой шихты с оксидным активатором спекания и способ получения керамики на ее основе -  патент 2455262 (10.07.2012)
способ получения огнеупорного материала на основе карбида кремния и кремния -  патент 2439032 (10.01.2012)

Класс C04B35/80 волокна, нити, пластинки, спиральные пружины или подобные им формованные материалы

деталь малой толщины из термоструктурного композиционного материала и способ ее изготовления -  патент 2529529 (27.09.2014)
керамический композиционный материал на основе алюмокислородной керамики, структурированной наноструктурами tin -  патент 2526453 (20.08.2014)
боридная нанопленка или нанонить и способ их получения (варианты) -  патент 2524735 (10.08.2014)
композиция керамического волокна, растворимая в соли -  патент 2521205 (27.06.2014)
способ выравнивания поверхности детали, изготовленной из композиционного материала с керамической матрицей -  патент 2520108 (20.06.2014)
керамический композиционный материал и способ его получения -  патент 2517146 (27.05.2014)
способ получения высокотемпературного радиотехнического материала -  патент 2498964 (20.11.2013)
композиция для огнеупорных изделий объемного прессования -  патент 2473515 (27.01.2013)
способ получения волокнистого керамического материала -  патент 2466966 (20.11.2012)
способ изготовления изделий из углерод-карбидокремниевого материала -  патент 2458890 (20.08.2012)

Класс C04B35/84 материалы для пропитывания или покрытий

Класс B82Y40/00 Изготовление или обработка нано-структур

светоизлучающий прибор и способ его изготовления -  патент 2528604 (20.09.2014)
способ получения модификатора для алюминиевых сплавов -  патент 2528598 (20.09.2014)
способ изготовления чувствительного элемента датчиков газов с углеродными нанотрубками -  патент 2528032 (10.09.2014)
способ получения наноразмерных оксидов металлов из металлоорганических прекурсоров -  патент 2526552 (27.08.2014)
способ получения наночастиц серебра -  патент 2526390 (20.08.2014)
газовый датчик -  патент 2526225 (20.08.2014)
способ получения нитевидных нанокристаллов полупроводников -  патент 2526066 (20.08.2014)
способ получения нановискерных структур оксидных вольфрамовых бронз на угольном материале -  патент 2525543 (20.08.2014)
боридная нанопленка или нанонить и способ их получения (варианты) -  патент 2524735 (10.08.2014)
способ получения сверхтвердого композиционного материала -  патент 2523477 (20.07.2014)
Наверх