УДК 546.824-31

Глухова О.Е. Колесникова А.С. Салий И.Н. Слепченков М.М.

Теоретическое исследование стабильности композита на основе углеродной нанотрубки и рутила

Аннотация. С помощью квантово-химического метода сильной связи проводится поиск стабильной конфигурации композита на основе углеродной нанотрубки и керамики. В качестве керамического материала рассматривалась наночастица рутила с поверхностью (110) из 148 атомов. Критерием стабильности являлась величина энтальпии реакции образования исследуемого композита. Установлено, что при увеличении диаметра нанотрубки энтальпия реакции образования композита монотонно уменьшается. Выявлено, что росту стабильности композита способствует увеличение числа связей C-O между атомами нанотрубки и рутила, а также расположение их в два ряда.

Ключевые слова: стабильность; композит; углеродная нанотрубка; рутил; энтальпия; метод сильной связи;

Библиографический список

• 1. Duszovda A., Dusza J., Tomasek K., Blugan G., Kuebler J. Microstructure and properties of carbon nanotube/zirconia composite // J. Eur. Ceram. Soc. 2008. V. 28. P. 1023-1027.
• 2. Temperature dependence on elastic constant of SiC ceramics / J.I. Im [et al.] // Journal of the Korean Ceramic Society. 2010. V. 47. I. 6. P. 491-497.
• 3. Fabrication of alumina composite ceramics with high addition of carbon nanotubes / S. Bi [et al.] // Materials Science Forum. 2011. V. 686. P. 423-426.
• 4. Zirconia-based nanocomposite toughened by functionalized multi-wall carbon nanotubes / J. Yi [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. 2013. V. 581. P. 452-458.
• 5. Kumar A.M., Rajendran N. Electrochemical aspects and in vitro biocompatibility of polypyrrole/TiO2 ceramic nanocomposite coatings on 316L SS for orthopedic implants // Ceramics International. 2013. V. 39. I. 5. P. 5639-5650.
• 6. Vos K. Reflectance and electroreflectance of TiO, single crystals I1 : assignment to electronic energy levels // J. Phys. C: Solid State Phys. 1977. V. 10. P. 3917-3939.
• 7. Глухова О.Е., Жбанов А.И. Равновесное состояние нанокластеров C60, C70, C72 и локальные дефекты молекулярного остова // Физика твердого тела. 2003. Т. 45. № 1. С. 180-186.
• 8. Optimisation of accurate rutile TiO2 (110), (100), (101) and (001) surface models from periodic DFT calculations / H. Perron [et al.] // Theor Chem Acc. 2007. V. 117. P. 565-574.
• 9. Properties of rutile TiO2 surfaces from a Tight-Binding Variable-Charge model.Comparison with ab initio calculations / A. Hallil [et al.] // Surface Science. 2011. V. 605. P. 738-745.