Введение
Раздел 1. Углерод-углеродные композиционные материалы с высокой электропроводностью 11
1.1 Дисперсные и непрерывные углеродные наполнители 11
1.2 Получение углеродных волокнистых материалов и углеродных матриц на основе различных прекурсоров 17
1.2.1 Термохимические превращения гидратцеллюлозы 17
1.2.2 Термохимические превращения полиакрилонитрила 18
1.2.3 Термохимические превращения полипарафенилен-1,3,4-оксадиазола 25
1.3 Углерод-углеродные композиционные материалы 29
1.4 Применение углерод-углеродных композиционных материалов с высокой электропроводностью в водородной энергетике 31
1.5 Цели, задачи настоящей работы 34
Раздел 2. Характеристика объектов и методов исследования 36
2.1 Материалы и реактивы 36
2.2 Методы исследования 43
2.2.1 Сканирующая электронная микроскопия 43
2.2.2 Термогравиметрический анализ и дифференциально-термический анализ 44
2.2.3 Рентгенофазный анализ 44
2.2.4 Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия 44
2.2.5 Ртутная порометрия 45
2.2.6 Методика ультразвукового диспергирования 45
2.2.7 Методика определения удельного объемного электрического сопротивления слабосжимаемых образцов 46
2.2.8 Методика определения удельного объемного электрического сопротивления сжимаемых образцов 48
2.2.9 Методика определения удельного объемного электрического сопротивления нестандартных образцов 50
2.2.10 Методика определения пористости 50
2.2.11 Методика определения толщины 51
2.2.12 Методика определения воздухопроницаемости 52
2.2.13 Методика определения зольности 53
Раздел 3. Получение и исследование углероднаполненных пленочных композиционных материалов 54
3.1 Получение полимерных пленок, наполненных техническим углеродом 55
3.2 Изучение термического поведения наполненных пленок в инертной среде 60
3.3 Изучение электропроводящих свойств наполненных пленок 69
Выводы по разделу 3 72
Раздел 4. Получение и исследование углеродных волокнистых наполнителей 74
4.1 Получение и исследование углеродных волокон на основе углероднаполненных гидратцеллюлозных волокон-композитов 75
4.1.1 Получение гидратцеллюлозных волокон-композитов 75
4.1.2 Изучение термического поведения гидратцеллюлозных волокон-композитов на воздухе и в инертной среде 78
4.2 Получение и исследование углеродных волокон на основе углероднаполненных полиакрилонитрильных волокон-композитов 81
4.2.1 Получение полиакрилонитрильных волокон-композитов 81
4.2.2 Изучение термического поведения полиакрилонитрильных волокон-композитов на воздухе и в инертной среде 85
4.2.3 Получение и исследование карбонизованных и графитированных полиакрилонитрильных волокон-композитов 94
4.3 Получение и исследование углеродной бумаги на основе разработанных гидратцеллюлозных и полиакрилонитрильных волокон-композитов 96
4.4 Получение и исследование углеродного нетканого материала из полиоксадиазола 98
4.4.1 Изучение термического поведения полиоксадиазольного нетканого материала на воздухе и в инертной среде 98
4.4.2 Изучение изменения электропроводности полиоксадиазольного нетканого материала в процессе термообработки в инертной среде 104
Выводы по разделу 4 106
Раздел 5. Разработка и исследование свойств электропроводящих композитов для использования в качестве газодиффузионных подложек топливных элементов 108
5.1 Электропроводящие композиты с повышенной электропроводностью с наполнителем из бумаг на основе графитированных углероднаполненных волокон и связующим в виде углероднаполненного компаунда 109
5.2 Электропроводящие композиционные материалы с наполнителем из графитированного полиоксадиазольного волокнистого материала 114
5.3 Электропроводящие углерод-углеродные композиционные материалы с регулируемыми структурой и свойствами 119
Выводы по разделу 5 125
Заключение 127
Список сокращений и условных обозначений 128
Список литературы 129
Приложения 143
