Density study of thermoexpanded graphite samples by acoustic amplitude-shadow method

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The paper presents the results of the study of sensitivity of the acoustic method of density control for samples of expanded graphite based on registration of changes in the amplitude of the signal passed through the sample due to density changes. The results have shown that the limiting sensitivity of the method is commensurable with an error of density measurement by direct weight method and mass and equal to 26 kg/m3 and 0.02 g. The unevenness of the density distribution over the area of TEG samples of different thickness was evaluated, and the amplitude excursion of the signal transmitted through the sample, proportional to the density deviation, for some sheets reached up to 50%, for mats - 30%, and the smallest did not exceed 10%. In the process of scanning, an inversely proportional dependence of the amplitude of the passed acoustic signal on the average density of the samples was revealed, which is most expressed for small thicknesses of TEG mats and sheets.

About the authors

O. P Bogdan

M.T. Kalashnikov Izhevsk State Technical University

Izhevsk, Russia

O. V Muraveva

M.T. Kalashnikov Izhevsk State Technical University;Udmurt Federal Research Center of the Ural Branch of RAS

Email: pmkk@istu.ru
Izhevsk, Russia

A. V Blinova

M.T. Kalashnikov Izhevsk State Technical University

Izhevsk, Russia

D. V Zlobin

M.T. Kalashnikov Izhevsk State Technical University

Izhevsk, Russia

References

  1. Фиалков А.С. Углерод, межслоевые соединения и композиты на его основе. М.: Аспект-пресс, 1997. 718 с.
  2. Murugan P., Nagarajan R.D., Shetty B.H., Govindasamy M., Sundramoorthy A.K. Recent trends in the applications of thermally expanded graphite for energy storage and sensors - a review // Nanoscale Advances. 2021. No. 3. P. 6294-6309.
  3. Tarannum F., Danayat S.S., Nayal A., Muthaiah R., Annam R.S., Garg J. Large enhancement in thermal conductivity of solvent-cast expanded graphite/polyetherimide composites // Nanomaterials. 2022. No. 12 (11). P. 1877.
  4. Исаев О.Ю., Смирнов Д.В., Пономарев А.А., Каменева А.Л., Шелемба И.С., Оглезнев А.А., Юдин Р.С. Контроль состояния уплотнения из терморасширенного графита на базе оптоволоконных технологий // Вестник ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение. 2018. Т. 20. № 4. С. 34-42.
  5. Ноздрюхин А.Д., Черепанова М.В., Потапов И.С. Увеличение термостойкости листового терморасширенного графита // Вестник ПНИПУ. Химическая технология и биотехнология. 2019. № 1. С. 83-92.
  6. Lee Y., Nithya S., Lee G. Boost charging lithium-ion battery using expanded graphite anode with enhanced performance // Materials Letters. 2021. V. 299. Р. 130077.
  7. Филимонов Д.А., Юдина Т.Ф., Базанов М.И., Братков И.В., Леонтьев Н.А. Электрохимические свойства различных углеродных материалов. Расчет адсорбции кислорода // Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология. 2017. Т. 60. № 2. С. 20-22.
  8. Котов С.А., Музафарова С.-В.Р., Ливинцова М.Г. Исследование процессов уплотнения порошков терморасширенного графита при прокатке // Заготовительные производства в машиностроении. 2019. Т. 17. № 8. С. 366-370.
  9. Ноздрюхин А.Д., Черепанова М.В., Потапов И.С. Определение условий терморасширения интеркалированного графита в печи с электрообогревом // Южно-сибирский научный вестник. 2020. № 1 (29). С. 102-107.
  10. Бердников Р.А., Хименко Л.Л., Минченко Л.А., Ильин А.Н., Исаев О.Ю. Влияние состава пиротехнической смеси на сорбирующую способность терморасширенного графита, полученного методом термоудара // Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. 2022. № 71. С. 129-136.
  11. Яковлев А.В., Финаенов А.И., Забудьков С.Л. Терморасширенный графит: синтез, свойства и перспективы применения // Журн. прикладной химии. 2006. Т. 79. С. 1761-1771.
  12. Каллаев С.Н., Бакмаев А.Г., Бабаев А.А., Билалов А.Р., Омаров З.М., Теруков Е.И. Теплофизические свойства терморасширенного графита // Теплофизика высоких температур. 2022. Т. 60. № 1. С. 19-22.
  13. Berestneva Yu.V., Raksha E.V., Voitash A.A., Arzumanyan G.M., Savoskin M.V. Thermally expanded graphite from graphite nitrate cointercalated with ethyl formate and acetic acid: morphology and physicochemical properties // Journal of Physics: Conference Series. 2020. V. 1658. P. 012004.
  14. Иванов А.В., Павлова Ю.А., Максимова Н.В., Похолок К.В., Малахо А.П., Авдеев В.В. Получение терморасширенного графита, модифицированного ферритом магния // Неорганические материалы. 2018. Т. 54. № 7. С. 668-674.
  15. Белова М.Ю. От "черного мела" к уплотнениям из ТРГ // Арматуростроение. 2008. № 1 (52). C. 42-49.
  16. Гревнов Л.М., Оглезнева С.А., Куликова А.А. Исследование легирования порошковых сталей разными формами углерода // Фундаментальные исследования. 2017. № 11. С. 284-288.
  17. Huang J., Zhao Z.Q., Chen T., Zhu Y., Lv Z.H., Gong X., Niu Y.Y., Ma B.G. Preparation of highly dispersed expandable graphite/polystyrene composite foam via suspension polymerization non-covalently compatibilized by polystyrene with enhanced fire retardation // Carbon. 2019. V. 146. P. 503-512.
  18. Wei B., Zhang L., Yang S. Polymer composites with expanded graphite network with superior thermal conductivity and electromagnetic interference shielding performance // Chemical engineering journal. 2021. V. 404. P. 126437.
  19. Jaszak P. Modeling of the elastic properties of compressed expanded graphite - a material used in spiral wound gaskets // International Journal of Pressure Vessels and Piping. 2020. V. 187. P. 104158.
  20. Mohanty S., Nayak S.K. A new way synthesis of expanded graphite as a thermal filler to enhance the thermal conductivity of dgeba resin as thermal interface material // High performance polymers. 2020. V. 5. P. 506-523.
  21. Glebova N.V., Krasnova A.O., Nechitailov A.A. Thermally expanded graphite as functional material in the technology of electrode material with mixed conductivity // Russian journal of applied chemistry. 2018.91 (V. 8). P. 1262-1271.
  22. Берестнева Ю., Войташ А., Ракша Е., Балкушкин Р., Межевова А., Савоськин М. Оценка возможности применения терморасширенного графита для очистки загрязненных природных вод // Химическая безопасность. 2021. Т. 5. № 1. С. 110-124.
  23. Китова А.Е., Медведева А.С., Быков А.Г., Колесов В.В., Решетилов А.Н. Биосенсор на основе мембранных фракций gluconobacter oxydans модифицированный терморасширенным графитом // Известия ТулГУ. Естественные науки. 2019. № 3. С. 63-69.
  24. Стручкова Т.С., Нюрова А.Г., Николаева А.Д. Исследование влияния терморасширенного графита на триботехнические характеристики политетрафторэтилена // Южно-сибирский научный вестник. 2019. № 4 (28). С. 303-306.
  25. Попов М.В., Брестер А.Е., Юсин С.И., Баннов А.Г. Исследование пористых углеродных материалов для суперконденсаторов // Химия в интересах устойчивого развития. 2021. Т. 29. № 6. С. 691-701.
  26. Ракша Е.В., Глазунова В.А., Осколкова О.Н., Сухов П.В., Волкова Г.К., Давыдова А.А., Берестнева Ю.В., Савоськин М.В. Углеродные наночастицы на основе терморасширенного графита: влияние способа получения ТРГ на морфологию частиц // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. 2021. № 13. С. 777-787.
  27. Караваев Д.М., Матыгуллина Е.В., Сиротенко Л.Д., Дегтярев А.И. Определение коэффициента трения композиционного материала на основе терморасширенного графита с кремнийорганическим связующим // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2015. Т. 17. № 2 (4). С. 775-778.
  28. Chung D. L. A review of exfoliated graphite // Journal of Materials Science. 2016. V. 51. No. 1. P. 555.
  29. Bogdan O.P., Muravieva O. V., Zlobin D. V. Acoustic Density Testing of Blanks Made of Thermally Expanded Graphite // AIP Conference Proceedings. Proceeding of the 14th International Conference on Mechanics, Resource and Diagnostics of Materials and Structures. 2020. С. 040008.
  30. Bogdan O.P., Zlobin D. V., Muravieva O. V., Muraviev V. V., Volkova L. V. Acoustic and Eddy Current Methods of Nondestructive Testing of Thermally Expanded Graphite Sheets // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020. С. 012033.
  31. Артемьев А.В., Васильев С.Л., Юргенсон С.А., Кулаков В.В., Авдеев В.В. Исследование макроструктуры углеродных фрикционных материалов методом рентгеновской томографии // Цветные металлы. 2012. № 12. С. 64-68.
  32. Богдан О.П., Муравьева О.В., Платунов А.В., Рысев Д.С. Исследование характеристик листов пенополиэтилена акустическими методами // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2020. Т. 23. № 2. С. 61-68.
  33. Bogdan O.P., Zlobin D.V., Muravieva O.V., Molin S.M.,. Platunov A.V. Evaluation of nonuniformity of elastic properties of sheets made from closed-сell polyolefin foams by acoustic method // Приборы и методы измерений. 2021. Т. 12. № 1. С. 58-66.
  34. Князьков Н.Н., Шарфарец Б.П. Акустика пористо-упругих насыщенных жидкостью сред (обзор теории БИО) // Научное приборостроение. 2016. Т. 26. № 1. С. 77-84.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».