Лазерно-плазменный синтез гибридных материалов на основе углеродных нанотрубок и графена с неорганическими наночастицами. Лазерно-плазменный синтез и диагностика сверхтвердых, износостойких, антикоррозионных углеродсодержащих покрытий

Изготовление экспериментальной установки и оптимизация параметров осаждения из лазерной плазмы наночастиц оксидов переходных металлов. Проведение выбора металл-органических прекурсоров и определение условия их разложения и формирования наночастиц. Предполагаемые исходные соединения: карбонилы металлов, бета-дикетонаты металлов, галогениды металлов. Целевой продукт – гибридные материалы на основе углеродных нанотрубок и графена с оксидами переходных металлов TiO2, Fe2O3, Fe3O4, VO2 и др. Проведение выбора перспективных веществ-предшественников для получения композитных покрытий с требуемыми функциональными свойствами. Разработка и создание системы дозированного введения многокомпонентных прекурсоров в зону плазмы. Оптимизация условий формирования в лазерной плазме карбидных наночастиц. Целевой продукт – гибридные материалы на основе углеродных нанотрубок и графена с карбидами переходных металлов TiС, Fe3С, Mn3С и др. Отработка методики осаждения, определение морфологии и структуры наночастиц на разных типах углеродных поверхностей. Получение материалов, исследование их автоэмиссионных, электрохимических, сенсорных и других свойств.Исследование зависимости скоростей роста покрытий от параметров процесса: геометрии расположения подложки относительно плазмы, температуры подложки, скорости плазмообразующего газа (аргона) и скорости газа-носителя паров многокомпонентных прекурсоров и их состава. Отработка технологии получения гибридных материалов, продолжение изучения их свойств, создание на их основе прототипов высокоэффективных автоэмиссионных катодов, электродов суперконденсаторов, Li-ионных аккумуляторов.Исследование химического, фазового состава, структуры и функциональных свойств покрытий, получаемых в широких диапазонах варьирования параметров процесса и состава реакционной среды комплексом взаимодополняющих независимых аналитических методов. Установление механизма формирования многокомпонентных покрытий на основе карбонитрида кремния.