Synteza spaleniowa materiałów nanostrukturalnych: od badań podstawowych do zastosowań w nanokompozytach

Samorozprzestrzeniająca się synteza wysokotemperaturowa SSW (ang. SHS; Self-propagating High-temperature Synthesis) jest egzotermicznym, samopodtrzymującym się procesem typu redox, który może być wykorzystany do produkcji nowych nanomateriałów. Podstawowym ograniczeniem metody jest brak dokładnego opisu teoretycznego, który ułatwiłby optymalizację warunków prowadzenia reakcji i umożliwił precyzyjne projektowanie syntezy nowych materiałów nanostrukturalnch. W niniejszej pracy badano parametrycznie proces SSW dla mieszaniny Si/PTFE (krzem/teflon), jej modyfikacji oraz kilku innych układów utleniacz/reduktor. Zaproponowano metodę diagnostyki in situ bazującą na rejestracji fotograficznej sygnału świetlnego towarzyszącego procesowi i późniejszej analizie zapisanych obrazów. Scharakteryzowano metodami fizykochemicznymi otrzymane produkty: nanowłókna węglika krzemu (NWSiC) i ich wiązki (NWSiC „wiązki”) oraz zaproponowano ilościowy opis wykorzystujący analizę fraktalną morfologii nanowłókien. Oczyszczone NWSiC zastosowano jako napełniacz nanokompozytów (matryca z żywicy epoksydowej). Otrzymane próbki scharakteryzowano przy pomocy analizy dynamicznej, m.in. przeprowadzając specjalnie opracowany w tym celu test wibracyjny.