Лазерный синтез поверхностных наноструктурных покрытий систем Al-C

ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

2011. Вып. 1
ФИЗИКА. ХИМИЯ

УДК 541.49

Е.В. Харанжевский, Т.А. Писарева

ЛАЗЕРНЫЙ СИНТЕЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ НАНОСТРУКТУРНЫХ ПОКРЫТИЙ 
СИСТЕМ AL-C

Одним из новых методов получения поверхностных покрытий из наноструктурных материалов является лазерный синтез. Методами рентгеновской дифракции, просвечивающей электронной микроскопии, атомно-силовой 
микроскопии, растровой электронной микроскопии были исследованы структура и состав смеси порошков 
алюминия и графита в процессе их совместной механической обработки и топография поверхностных слоёв, 
полученных методом высокоскоростного лазерного спекания ультрадисперсных порошков систем Al-C.

Ключевые слова: лазерное спекание, SLS, электрохимические конденсаторы, нанокомпозит Al-C, механоактивация.

Избирательное лазерное спекание порошков (Selective Laser Sintering – SLS) в настоящее время 

используется для изготовления деталей  практически из любых материалов и для быстрого создания 
трехмерных прототипов деталей. В основе лазерного синтеза лежит избирательное плавление порошковой смеси лучом лазера, где металлические частицы связаны между собой легкоплавкой металлической или органической матрицей. Изделия, полученные методом селективного лазерного спекания, 
применяются для изготовления литейных форм, электродов электрохимических конденсаторов, для
литья под давлением и т.д. 

Одним из направлений использования SLS является изготовление электродов ионисторов.

Электрохимический конденсатор (суперконденсатор, ионистр, ультраконденсатор) – устройство питания, основанное на двойном электрическом слое, возникающем на границе металл-электролит. Так,
например, компания Maxwell производит блоки ионисторов емкостью 2600 Ф, используя графитовый 
слой, нанесенный на алюминиевую фольгу. Модель работы такого электрохимического конденсатора 
показана на рис. 1.

Материалы на основе графита являются перспективными для изготовления электродов иони
сторов. Область применения таких источников питания широкая, так как электрохимические конденсаторы обладают большой электроемкостью, большим сроком службы, быстрым зарядом и т.д. Благодаря сверхвысокой скорости заряда и высокой мощности разряда ионисторы применяются как источники питания электронных устройств, в которых возможны высокие пиковые нагрузки. Применение ионисторов является перспективным в качестве комбинированного источника питания литий –
ионный аккумулятор – ионистор. Эта комбинация позволяет значительно увеличить срок службы аккумуляторов и безопасно использовать в цепях с периодическими пиковыми перегрузками.

Рис. 1. Схема работы электрохимического конденсатора