Record Details

SYNTHESIS AND APPLICATION OF HIGH-QUALITY CARBON NANOFIBERS TO INCREASE THE PERFORMANCE OF AIRCRAFT PARTS

Civil Aviation High TECHNOLOGIES

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title SYNTHESIS AND APPLICATION OF HIGH-QUALITY CARBON NANOFIBERS TO INCREASE THE PERFORMANCE OF AIRCRAFT PARTS
ПОЛУЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОГО УГЛЕРОДНОГО НАНОВОЛОКНА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ
 
Creator Hamid Shahverdi Reza; Tarbiat Modares University
Hassany Boer Merhdad
Хамид Шахверди Реза
Хассани Боер Мерхдад
 
Subject nanofibers; polyacrylonitrile; electroforming; solvent; stabilization temperature; carbonization regime; wave band; electron microscope; нановолокно; полиакрилонитрил; электроформование; растворитель; температура стабилизации; режим карбонизации; диапазон волн; электронный микроскоп
 
Description Modern carbon nanofibers (CNF), obtained from polyacrylonitrile (PAN), do not have high tensile strength. It is because there is still no understanding how the electroforming method affects the quality of CNF.This paper investigates a process to obtain high-strength nanofibers with a carbon content of up to 90% by the method of electroforming. The research made it possible to obtain CNFs with a diameter of 150-500 nm with uniqueproperties due to our CNF continuous and combined forms, which distinguishes our CNFs from existing ones when appliedto composite materials. Such nanofibers, obtained by selecting the optimum stabilization temperature and carbonization regime, have homogeneous cross sections, and as a result of improving their mechanical properties, the aircraft structure performance can be substantially improved.
Полученные из полиакрилонитрила (ПАН) современные углеродные нановолокна (УНВ) не обладают пока высокой прочностью при растяжении. Это связано с отсутствием в настоящее время понимания того, как влияет метод электроформования на качество УНВ.В статье рассмотрен процесс получения высокопрочного нановолокна с содержанием углерода до 90 % методом электроформования. Проведенные исследования позволили получить УНВ диаметром 150-500 нм с уникальными свойствами, обусловленными их непрерывными и совмещенными формами, что выгодно отличает их от существующих при применении в композиционных материалах. Такие нановолокна, полученные путем выбора оптимальной температуры стабилизации и режима карбонизации, имеют однородные поперечные сечения, и в результате улучшения их механических свойств может быть существенно повышена работоспособность авиационных конструкций.
 
Publisher Moscow State Technical University of Civil Aviation (MSTU CA)
 
Date 2017-06-30
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
—
—
 
Format application/pdf
 
Identifier http://avia.mstuca.ru/jour/article/view/1080
 
Source Civil Aviation High TECHNOLOGIES; Том 20, № 3 (2017); 49-58
Научный вестник МГТУ ГА; Том 20, № 3 (2017); 49-58
2542-0119
2079-0619
 
Language rus
 
Relation http://avia.mstuca.ru/jour/article/view/1080/955
Chan C.K., Patel R.N., O'Connell M.J., Korgel B.A., Y. Cui. Solution-grown silicon nan- owires for lithium-ion battery anodes. ACS Nano, vol. 4, no. 3, pp. 1443-1450, 2010
Yoo J.-K., Kim J., Jung Y.S., Kang K. Scalable fabrication of silicon nanotubes and their application to energy storage. Advanced Materials, vol. 24, no. 40, pp. 5452-5456, 2012
Lee B.H., Song M.Y., Jang S.-Y., Jo S.M., Kwak S.-Y., Kim D.Y. Charge transport char- acteristics of high efficiency dye-sensitized solar cells based on electrospun TiO2 nanorod photoelec- trodes. The Journal of Physical Chemistry C, vol. 113, no. 51, pp. 21453-21457, 2009
Liu Y., Goebl J., Yin Y. Templated synthesis of nanostructured materials. Chemical Society Reviews, vol. 42, no. 7, pp. 2610-2653, 2013
Chi M., Zhao Y., Fan Q., Han W. The synthesis of PrB6 nanowires and nanotubes by the self-catalyzed method. Ceramics International, vol. 40, no. 6, pp. 8921-8924, 2014
Kovtyukhova N.I., Martin B.R., Mbindyo J.K.N., Mallouk T.E., Cabassi M., Mayer T.S. Layer-by-layer self-assembly strategy for template synthesis of nanoscale devic- es. Materials Science and Engineering: C, vol. 19, no. 1-2, pp. 255-262, 2002
Zhu H., Gao X., Lan Y., Song D., Xi Y., Zhao J. Hydrogen titanate nanofibers cov- ered with anatase nanocrystals: a delicate structure achieved by the wet chemistry reaction of the titan- ate nanofibers. Journal of the American Chemical Society, vol. 126, no. 27, pp. 8380-8381, 2004
Jayaraman S., Aravindan V., Suresh Kumar P., Ling W.C., Ramakrishna S., Madhavi S. Synthesis of porous LiMn2O4, PAN hollow nanofibers by electrospinning with extraordi- nary lithium storage properties. Chemical Communications, vol. 49, no. 59, pp. 6677-6679, 2013
Ramakrishna S., Jose R., Archana P.S. et al. Science and engineering of electrospun nano- fibers for advances in clean energy, water filtration, and regenerative medicine Journal of Materials Science, vol. 45, no. 23, pp. 6283-6312, 2010
Zhang X., Aravindan V., Kumar P.S. et al. Synthesis of TiO2 hollow nanofibers by co- axial electrospinning and its superior lithium storage capability in full-cell assembly with olivine phosphate. Nanoscale, vol. 5, no. 13, pp. 5973-5980, 2013
Engstrom D.S., Porter B., Pacios M., Bhaskaran H. Additive nanomanufacturing - a re- view Journal of Materials Research, vol. 29, no. 17, pp. 1792-1816, 2014
Park J.U., Hardy M., Kang S.J. et al. High-resolution electrohydrodynamic jet printing. Nature Materials, vol. 6, no. 10, pp. 782-789, 2007
Galliker P., Schneider J., Eghlidi H., Kress S., Sandoghdar V., Poulikakos D. Direct printing of nanostructures by electrostatic autofocussing of ink nanodroplets. Nature Communications, vol. 3, article 890, 2012
Yao S., Wang X., Liu X., Wang R., Deng C., Cui F. Effects of ambient relative humidity and solvent properties on the electrospinning of pure hyaluronic acid nanofibers. Journal of Nanosci- ence and Nanotechnology, vol. 13, no. 7, pp. 4752-4758, 2013
Vrieze S., T. van Camp, Nelvig A., Hagström B., Westbroek P., K. de Clerck. The ef- fect of temperature and humidity on electrospinning. Journal of Materials Science, vol. 44, no. 5, pp. 1357-1362, 2009
Casasola R., Thomas N.L., Trybala A., Georgiadou S. Electrospun poly lactic acid (PLA) fibres: effect of different solvent systems on fibre morphology and diameter. Polymer, vol. 55, no. 18, pp. 4728-4737, 2014
Yang Q., Li Z., Hong Y. et al. Influence of solvents on the formation of ultrathin uniform poly (vinyl pyrrolidone) nanofibers with electrospinning. Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics, vol. 42, no. 20, pp. 3721-3726, 2004
 
Rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).