(57) Реферат / Формула:
Волокно состоит из пластмассы и имеет электрическую проводимость. Материал волокна образован основным материалом из PET. В основной материал введены элементы, которые имеют атомарный размер и перекрываются, по меньшей мере, в некоторых зонах своими облаками электронов.
Евразийское (21) 201691927 (13) A1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2017.03.31
(22) Дата подачи заявки 2015.03.26
(51) Int. Cl.
H01B1/22 (2006.01) H01F1/01 (2006.01) D01F1/09 (2006.01) D01F 6/62 (2006.01)
(54) ВОЛОКНО ИЗ ПЛАСТМАССЫ С ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ
(31) 10 2014 004 592.7
(32) 2014.03.26
(33) DE
(86) PCT/DE2015/000153
(87) WO 2015/144121 2015.10.01
(88) 2015.11.12
(71) Заявитель: ЛИЦЕНЦЕ СИА (LV)
(72) Изобретатель:
Ван Хаттум Эдгар Йоханнес (DE)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU)
(57) Волокно состоит из пластмассы и имеет электрическую проводимость. Материал волокна образован основным материалом из PET. В основной материал введены элементы, которые имеют атомарный размер и перекрываются, по меньшей мере, в некоторых зонах своими облаками электронов.
2420-537164ЕА/032 ВОЛОКНО ИЗ ПЛАСТМАССЫ С ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ
ОПИСАНИЕ
Изобретение относится к волокну из пластмассы с электрической проводимостью, при этом материал волокна образован основным материалом из PET, в который введены элементы.
Уже давно, согласно известному уровню техники,
пластмассовые материалы или пластмассовые композитные материалы
используются для различных технических применений, например, в
качестве базового материала для предметов одежды, в качестве
изоляционного материала и т.д. Одним из этих используемых в
большом объеме пластмассовых материалов является
полиэтилентерефталат (PET). Эта пластмасса PET является изготовленной с помощью поликонденсации термопластичной пластмассой из класса сложных полиэфиров.
PET имеет полярную основную структуру и сильные межмолекулярные силы. Кроме того, молекулы PET являются линейными, т.е. устроены без образования поперечных связей. На основании полярно-линейной структуры характеризуется частично кристаллическими зонами и волокнами, которые вызывают высокую прочность на разрыв и постоянство формы также в диапазонах температур свыше 8 0°С. Таким образом, PET в качестве материала в общем пригоден также для этих диапазонов температуры.
Материалы PET изготавливаются из мономеров, таких как
терефталевая кислота или, соответственно, бензолдикарбоновая
кислота и этиленгликоль или, соответственно, дигидроксиэтан или
этандиол. Для обеспечения возможности производства в
достаточных для промышленного применения количествах
осуществляется промышленное изготовление посредством
превращения диметилтерефтфлата с помощью этандиола. В рамках этой равновесной реакции возникает нежелательно большое количество этандиола, т.е. для реакции необходимо, чтобы это вещество с помощью проведения реакции снова выделялось посредством дистилляции с целью оказания положительного влияния
на равновесие. Возможная в качестве альтернативы поликондесация из жидкой фазы расплава не пригодна для производства больших количеств, поскольку этот вид изготовления требует слишком больших периодов времени. Для достижения высокого качества PET, в зависимости от желаемой цели применения, затем выполняют твердофазную поликонденсацию для достижения дополнительной конденсации. Другая известная возможность изготовления PET состоит в этерификации этандиола с помощью терефталиевой кислоты.
Обычно молекулы PET являются структурами с длинными цепочками, которые состоят преимущественно из углерода, водорода и некоторых других атомов. Молекулы имеют от спирального до клубкообразного расположение. Это приводит к тому, что, в частности, в аморфном состоянии имеется множество свободных пространств в атомарной зоне между молекулами. За счет осевой или двухосевой ориентации материала эти свободные пространства могут быть уменьшены, что приводит, например, к более высокой прочности материала и к уменьшенной проницаемости для газов.
Наряду с применением PET в чистом виде, из уровня техники известна также модификация его материала. В качестве базового материала для композитных материалов в термопластичную пластмассу могут быть добавлены другие элементы. В чистом состоянии PET не является по существу электрическим проводником. За счет включения, например, металлических атомов в свободные пространства между молекулами или за счет включения, например, металлических атомов в молекулы PET, можно придавать материалу в определенной мере электрические проводящие свойства. Соответственно, металлически легированные волокна PET при приложении напряжения проводят электрический ток.
Кроме того, известно, что различные, преимущественно металлические материалы, такие как, например, сплавы с гадолинием или другими редкоземельными металлами, имеют магнитокалорический эффект. При магнитокалорическом эффекте материал нагревается, когда на него воздействует магнитное
поле, и он снова охлаждается, когда заканчивается воздействие магнитного поля. Причиной этой реакции нагревания является ориентация магнитных моментов материала с помощью магнитного поля и ее зависимость от силы магнитного поля. За счет скорости ориентации магнитных моментов возникает тепло. Возможным использованием могло бы быть применение в качестве охлаждающего средства, когда за счет периодического намагничивания и одновременного отвода возникающего тепла может достигаться охлаждающее действие.
Магнитокалорический эффект, зависящий от легирования, имеет сильный гистерезис. Для обеспечения возможности реализации магнитокалорического эффекта также в связи с применениями, которые означают возможную дополнительную механическую нагрузку, ведется поиск примесей, которые приводят к комбинированию этих физических эффектов и свойств. Другой проблемой технического применения этого эффекта, наряду с нежелательными гистерезисными характеристиками, является то, что до настоящего времени этот эффект при известных примесях и составах материала выражен сравнительно слабо.
Скин-эффект, также вытеснение тока, является эффектом в проводящих высокочастотный переменный ток электрических проводниках, за счет которого плотность тока внутри проводника меньше, чем в наружных зонах. Он возникает в толстых относительно глубины скин-эффекта проводниках, а также в электрически проводящих экранах и в экранах проводников. Скин-эффект при возрастающей частоте положительно сказывается на полном передаточном сопротивлении экранированных проводников и экранирующем демпфировании проводящих экранов, однако повышает сопротивление на единицу длины электрического проводника. Это означает практически, что глубина скин-эффекта, т.е. толщина проводящего слоя, уменьшается в зависимости от материала при увеличивающейся частоте переменного тока. Вследствие высоких частот переменного тока свыше 100 кГц внутри медного проводника имеется глубина скин-эффект 0,21 мм.
Задачей данного изобретения является создание волокна указанного вначале вида так, что возможны точно заданная
эмиссия и/или поглощение излучаемой энергии при обеспечении экономичного изготовления.
Задача решена, согласно изобретению, тем, что основной компонент материала образован с помощью PET, которому придаются свойства с помощью подходящих примесных элементов.
Примесные элементы могут придавать материалу PET дополнительно способность по меньшей мере частично проводить электрическую энергию. Примесные элементы, с одной стороны, создают свойства поглощения энергии излучения, с другой стороны, они могут создавать свойства электрических проводников. За счет включения, например, атомов металла в свободные пространства между молекулами или за счет включения, например, металлических атомов в молекулы PET, можно придавать материалу PET в определенной степени электрически проводящие свойства.
Таким образом, соответствующим образом снабженные примесями волокна PET пропускают при приложении напряжения электрический ток. В зависимости от электрического сопротивления этого композитного материала он генерирует в зависимости от проходящего тока излучение или поглощает его. Эти эффекты поддерживаются в зависимости от поясненного выше скин-эффекта и за счет дополнительного поглощения энергии излучения. Это означает, что композитный материал PET представляет новый альтернативный материал для поглощения энергии или генерирования излучения относительно известных металл-волоконных материалов.
Одновременно используются механические свойства PET относительно его прочности на разрыв и постоянства формы также в диапазонах температуры свыше 8 0°С с целью увеличения областей применения поглощающего материала с повышенными механическими требованиями.
Другое свойство поглощающего материала, согласно изобретению, состоит в его зависящем от соответствующих примесных элементов свойстве по меньшей мере частичной электрической проводимости. В частности, когда композитный
материал PET является базовым материалом для источника тепла
любого вида, то можно комбинировать физические эффекты
поглощающей способности и электрической проводимости для
повышения подлежащего отдаче количества тепла и тем самым их
повышения за счет того, что дополнительно к излучаемому
тепловому излучению, на основании поглощения излучения с
помощью прикладываемого к композитному материалу PET напряжения
вследствие электрического сопротивления материала,
дополнительно создается электрическим путем тепловая энергия.
Другое интересное применение композитного материала PET возможно за счет его свойства реализации магнитокалорического эффекта при одновременном улучшении присущих PET механических свойств материала. Таким образом, за счет подходящих примесных элементов можно придавать материалу согласно изобретению также свойство охлаждающего действия.
Идея изобретения состоит в том, что пригодными для PET примесными элементами являются, в частности, MnFe-фосфорные соединения, MnFe(As, PwGexSiz)s, FeMn-фосфорные соединения с замещением фосфора с помощью As, Si, возможно в комбинации с La(FeMnP)AICo; соединения с Mn-Zn.
Предпочтительное применение состоит в применении структурной формулы примеси MnFe(As, PwGexSiz)s. Это соединение имеет высокую охлаждающую способность при температурах 2 0 0-600К, в частности, при 280-500К. Это соединение имеет очень сильный магнитокалорический эффект. Использование этого соединения не наносит вред окружающей среде на основании того, что вредные для окружающей среды вещества, в частности молекулы Мп, связаны в основной матрице PET. Очень эффективные результаты достигаются, когда х=0,3-0,7 и/или w меньше или равно 1-х и z=l-x-w в его структурном соединении. Предпочтительно, в этом специальном выполнении материал реализован с гексагональной структурой Fe2P-.
Изготовление материалов различного состава может происходить в шаровой мельнице и в атмосфере защитного газа.
Сплав из 5 г FeMnPO, 7GeO, 3 с критической температурой примерно 350К можно изготавливать посредством смешивания чистых
элементов, которые имеют качество 3N, в следующих количествах: FeMnPO, 7GeO, 3. В закрытой шаровой мельнице эти элементы размалываются в защитной атмосфере до получения аморфного или микрокристаллического продукта. В зависимости от свойств мельницы такой продукт можно получать в течение от 2 0 минут до нескольких часов. Затем порошок нагревается в закрытой ампуле в защитной атмосфере до достижения температуры примерно 8 0 0-1050°С. После этого он выдерживается при температуре примерно 650°С. Сплав кристаллизируется в гексагональной структуре Fe2P.
Сплав из 5 г FeMnPO, 5GeO, 5 с критической температурой примерно 600К изготавливается посредством смешивания чистых элементов, которые имеют качество 3N, в следующих количествах: Fe=l,72 г, Мп=1,б9 г, Р=0,47б г и Ge=l,12 г. В закрытой шаровой мельнице эти элементы размалываются в защитной атмосфере, до получения аморфного или микрокристаллического продукта. В зависимости от свойств мельницы такой продукт можно получать в течение от 2 0 минут до нескольких часов. Затем порошок нагревается в закрытой ампуле в защитной атмосфере до достижения температуры примерно 800-1050°С. После этого он выдерживается при температуре примерно 650°С.
Сплав также кристаллизируется в гексагональной структуре
Fe2P.
Сплав из 5 г FeMnPO, 5GeO, ISiO, 4 с критической температурой примерно 300К изготавливается посредством смешивания чистых элементов, которые имеют качество 3N, в следующих количествах: Fe=l,93 г, Мп=1,90 г, Р=0,535 г, Ge=l,251 г и Si=0,388 г. В закрытой шаровой мельнице эти элементы размалываются в защитной атмосфере, до получения аморфного или микрокристаллического продукта. В зависимости от свойств мельницы такой продукт можно получать в течение от 2 0 минут до нескольких часов. Затем порошок нагревается в закрытой ампуле в защитной атмосфере до достижения температуры примерно 800-1050°С. После этого он выдерживается при температуре примерно 650°С. Сплав также кристаллизируется в гексагональной структуре Fe2P.
Альтернативный вариант выполнения получается за счет модификации сплавов исходных материалов вместо чистых элементов - это особенно предпочтительно, когда в сплаве применяется Si. Это основывается на том, что сплавы FeSi являются очень стабильными и получаются, когда в мельнице имеются чистые Fe и Si.
Сплав из 10 г FeO, 86Mnl, 14РО, 5SiO, 35GeO, 15, который имеет критическую температуру 390К, получается посредством смешивания чистых элементов, которые имеют качество 3N, и сплава Fe2P, который имеет качество 2N (Alpha Aesar 22951) в следующих количествах: Fe2P=4,18 г, Мп=4,2б г, Р=0,148 г, Si=0,669 г и Ge=0,742 г.
В закрытой шаровой мельнице эти элементы размалываются в
защитной атмосфере, до получения аморфного или
микрокристаллического продукта. В зависимости от свойств мельницы такой продукт можно получать в течение от 2 0 минут до нескольких часов. Затем порошок нагревается (спекается) в закрытой ампуле в защитной атмосфере до достижения температуры примерно 800-1050°С. После этого он выдерживается при температуре примерно 650°С.
Данное изобретение не ограничивается приведенным в качестве примера вариантом выполнения. Количества могут изменяться различным образом.
Ниже приводится описание лежащих в основе изобретения эффектов и примеров выполнения внутренней структуры материала со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено:
фиг. 1 - физический скин-эффект на основании графика зависимости эквивалентной толщины 8 в мм проводящего слоя различных металлов от частоты f в кГц переменного тока;
фиг. 2 - характеристики поглощения различных атмосферных газов в зависимости от длины волны;
фиг. 3 - микроструктура FeMnPO, 5SiO, 5;
фиг. 4 - структура Mn (СО) 5J-анионов в изометрической проекции;
фиг. 5 - структура [Mn3Se2 (СО) 9] в изометрической проекции;
фиг. б - вверху: структура соединения [Mn3Se2 (СО) 9], внизу: структура соединения аниона [Mn3Se2 (СО) 9]2 в изометрической проекции; группы СО не изображены; плоскости, которые соединяют атомы углерода каждого атома Мп изображены сплошными линиями;
фиг. 7 - часть чередующейся цепочки из трехядерных [Fe352 (СО) 9] и двухядерных [Fe2(52) (СО) б] в изометрической проекции;
фиг. 8 - наложение структур [Mn3Se2 (СО) 9] 2 (толстые линии) и [Mn3Se2 (SeMe3) (СО) 9] 2 (пунктирные линии), которые образуют полный углеродный мост 2ту в изометрической проекции;
фиг. 9 - график характеристик поглощения фотонов Ph в [Рп4Р] 2 [Mn3Se2 (СО) 9] (в левой части А) и в [Рп4Р] 2 [Mn3Se2 (СО) 9] (в правой части В).
На фиг. 1 показан физический эффект вытеснения тока в близкие к поверхности краевые слои пропускающего ток проводника в виде графика зависимости эквивалентной толщины 8 в мм проводящего слоя различных металлов от частоты f в кГц переменного тока.
Фиг. 2 иллюстрирует в собранном виде характеристики поглощения различных газов атмосферы в зависимости от длины волны.
На фиг. 3 показана известная микроструктура FeMnPO, 5SiO,
На фиг. 4 показана принципиальная структура Mn (СО) 5J-анионов. В кристаллической конструкции [Рп4Р] 2 [Мп (СО) 5] заряды одноядерных ионных комплексов [Мп (СО) 5] компенсируются катионами тетрафенилфосфония. Кристаллический комплекс, состоящий из лежащей в середине частицы Мп, которая имеет пять соединений с соответствующей частицей С и частицей О, имеет расположение в форме тетраэдра. Типичные длины связей и углы связей между частицами сведены в следующую таблицу:
Наблюдаются структурные подобия между Мп(СО)5-анионами и [НМп(С0)5]. Синтез и структурный анализ Мп(СО)5J-анионов подтверждает, что барьеры энергии между квадратно-пирамидальными и тригонально-бипирамидальными расположениями лигандов в комплексах MLS являются очень небольшими. Этот вид комплексов стехиометрически нежесткой геометрии, за счет чего имеется, например, другой противоположный ион, может быть основой изменения в расположении лигандов. Следует также отметить, что, несмотря на низкий энергетический барьер, до настоящего времени лишь [Мп(СО)5]-анионы являются единственным примером для наличия двух геометрических изомеров комплекса [Мп(С0)5]п. В таблице указаны также углы внутри расположения [Мп(СО)5]-анионов
На фиг. 5 показана в изометрической проекции структура [Mn3Se2 (СО) 9]. Результаты рентгеновского анализа структуры показывают, что кристаллы [Рп4Р] 2 [Mn3Se2 (СО) 9] дополнительно к разновалентному трехядерному иону [Mn3Se2 (СО) 9] 2 дополнительно содержат в комплексе молекулы THF в соотношении 2:1.
Тяжелоатомная структура [Mn3Se2 (СО) 9] является слегка искаженной квадратной пирамидой с попеременным расположением
атомов Мп и Se в зоне поверхности и третьего атома Мп на вершине. Здесь окружение для каждого атома Мп состоит из обоих атомов Se и трех углеродных лигандов. Особенностью в расположении углеродных групп состоит в атоме Мп на вершине пирамиды.
Одно из расстояний Мп ... С является неожиданно длинным, в то время как соответствующие углеродной группе связи наклонены особенно в направлении соседних атомов Мп. В этом признаке реализован новый вид асимметричных углеродных мостов. В то время как скелет из тяжелых атомов [M3Se2] в том же соединении имеет изоэлектронный комплекс железа [Fe3Se2 (СО) 9] , оба соединения в расположении углеродных лигандов отличаются атомом металла M3Se2 в вершине пирамиды.
Очевидно, что электронная антивалентность Мп(1) и Мп(2) приводит к тому, что образуется углеродный мост С (7) между Мп(2) и Мп(3). Электронное неравенство атомов Мп особенно очевидно, когда учитываются соответствующие длины связей Mn-Se (Мп(1): 2, 458(2) или 2, 439(2), Мп(2): 2, 407(2) и 2, 402(2) ангстрем). Это может быть объяснено на основании различных степеней окисления атомов марганца, общее среднее значение которых составляет 0,67.
Если рассматривать наблюдаемые длины связей и координационных чисел, то атомы Мп(2) и Мп(3) имеют степень окисления 1 и они согласованы, в то время как для Мп (1) получается значение ±0. Молекула имеет точечную симметрию, при этом центры марганца лежат в зеркальной плоскости. Если пренебречь слабым взаимодействием асимметричного моста (Мп(2)-С(7) 2726(7)), то получается, что все три атома Мп окружает квадратно-пирамидальная геометрия из трех углеродных лигандов и двух селеновых лигандов. При этом рассматривании Мп(2) имеет искаженное октаэдродное окружение лигандами.
В противоположность квадратно-пирамидальных координаций центров марганца, координации Fe(3) имеют б-тригональную бипирамидальную форму.
Расположение углеродных лигандов относительно Fe(3)
таково, что Fe(1) и Fe(2) окружены. Они химически эквивалентны и имеют примерно одинаковую длину связей железа и селена (Fe(l): 2,351(1) 2,359(1), Fe(2): 2,354 (1) 2,358(1) ангстрем). Молекулярная симметрия Cs с зеркальной плоскостью проходит через оба атома селена и Fe(3). В разновалентном соединении б Fe(3) имеет степень окисления +2, в то время как Fe(1) и Fe(2) формально +1.
Представленный здесь материал исходит из предположения, что в комплексах типа [МЗХ2 (СО) 9]z (X=S, Se, Те, z=-2, -1, О, +1)/5а -е/ образован асимметричный углеродный мост, когда оба атома металла на базе имеющего форму пирамиды МЗХ2 не являются электронно эквивалентными. Здесь более сильно окисленный металлический центр стабилизирован, возможно, за счет взаимодействия. Переход является неэквивалентным. Здесь более сильно окисленный металлический центр стабилизирован, возможно, за счет взаимодействия.
Переход от не имеющей мосты к имеющей мосты форме с помощью поворота на 30° находящегося на вершине М(СО)3 согласовывается с его осью симметрии и последующего опрокидывания на 15° в направлении М(2) . Одновременно происходит смена с тригонально-пирамидальной к квадратно-пирамидальной координации.
На фиг. б показана в изометрической проекции в верхней части структура соединения [Fe3Se2 (СО) 9] и в нижней части структура соединения аниона [Fe3Se2 (СО) 9] 2. При этом группы СО не изображены. Плоскости, в которых находятся атомы углерода каждого атома Мп изображены сплошными линиями. Выбранные длины связей и углы связей между частицами аниона [Fe3Se2 (СО) 9] 2 сведены в следующую таблицу: Расстояния: Угол:
Mn(l)-Se(l) 2, 407(2) Se (1)-Мп (1)-Se (2 ) 82,5(1)
Mn(l)-Se(2) 2, 402(2) Se (1)-Мп (2 )-Se (2 ) 80,7(1)
Mn(2)-Se(l) 2, 458(2) Se (1) -Mn (3) -Se (2 ) 80,9(1)
Mn(2)-Se(2) 2,439(2) Среднее значение 81,3
Mn(3)-Se(l) 2, 446(2)
Mn(3)-Se(2) 2, 444(2)
Среднее значение 2,432
(1)
.. .Мп (2 )
647
(2)
(1)
-Мп (3
) -Мп
(2)
82,6(1)
(3)
-Мп(1)
803
(2)
(1)
-Мп (2
) -Мп
(3)
(1)
-Мп(2)
724
(2)
(2)
-Мп (1
) -Мп
(3)
(1)
...SE (2)
171
(2)
(2)
-С(4)
805
(8)
(2)
-С(4)
(4)
176,8(1
(2)
-С(5)
803
(6)
(2)
-С(4)
(4)
176,6(1
(2)
-С(б)
769
(9)
(2)
-С(4)
(4)
176,0(1
(3)
-С(7)
783
(8)
(2)
-С(7)
(7)
176,5(1
(3)
-С(9)
794
(7)
(3)
-С(9)
(9)
171,0 (1
(2)
-С(7)
726
(7)
[MnFe25e2(СО)9] в сравнении с [Мп35е2(СО)9]2
Родственное соединение со смешанным металлическим комплексом [MnFe25e2(СО)9]-/Зе/ было синтезировано и применялось в качестве изоструктурно описанного с [Fe35e2(СО)9]/Sb/. Структурный анализ проведен на основе не упорядоченной модели, в которой два из трех металлических центров замещены статически с помощью Мп и Fe. Проблема распределения Fe/Mn в комплексном анионе [MnFe25e2(СО)9] является задачей для достижения указанных выше результатов. Это соединение должно быть изоструктурным с 6.
Структура может быть описана лучше, когда принимается наличие асимметричного углеродного моста. Поэтому углеродный мост аниона [MnFe25e2(СО)9] не является б, а скорее построен как [Mn3Se(СО)9].
С учетом индивидуального металла селен, его расстояния показывают, что положения атомов металлов в основании пирамиды М35е2 со всей вероятностью являются не статистическими, а упорядоченно заняты марганцем (позиция М(1)) и железом (позиция М(2)) . Здесь формально более высоко окисленный атом металла (здесь Мп) стабилизирован с помощью асимметричного углеродного моста в соответствии со сформулированной выше гипотезой.
[Fe352(CO)9] [Fe2(52)(СО)6] в сравнении с [Мп35е2(СО)9]2
Хотя углеродные мосты в химии распространены очень широко,
имеется лишь очень немного примеров для [MnFe25e2(СО)9]2-аниона неожиданно длинной идентифицируемой с помощью Мп формой. Существенный, до настоящего времени не открытый асимметричный мост этого вида находится в комплексе [Fe352(CO)9]. Это свойство может быть также найдено в [Fe352(CO)9] [Fe2(52)(СО)б]. Неожиданным образом оно является типичным для длинного контакта М...С, хотя оба атома Fe в основании пирамиды Fe3 52 являются химически эквивалентными. Непривычное в расположении положение апикального Fe(СО)3 известно в качестве альтернативной конформации. Однако, согласно принятым до настоящего времени знаниям, необходимо также исходить из присутствия асимметричного углеродного моста. Объяснение неожиданного поведения [Fe352(CO)9] в комплексном аддукте лежит в расположении обоих компонентов в кристалле. Они упакованы так, что имеются комплексы, действительно как аддукты с переносом заряда.
На фиг. 7 показана в изометрической проекции часть чередующейся цепочки из трехядерных [Fe352(CO)9] и двухядерных [Fe2(52)(СО)б]. Когда трехядерные [Fe352(CO)9] и двухядерные [Fe2(52) (СО) б] , молекулярно чередующиеся с расстоянием 3,15 ангстрем, образуют межмолекулярные мосты S-S с бесконечными одномерными соединениями. Это обуславливается, вероятно, дисульфидной группой двухядерного комплекса и вызванного этим недостатка электронов в [Fe352(СО)9], и компенсируется с помощью асимметричного углеродного моста и передается в плотность электронов в четырехядерном компоненте. Это объясняет, почему одновременно возникающий мессбауэровский спектр [Fe352(CO)9] [Fe2(52)(СО)б] значительно отличается от спектра изолированных комплексов.
[Mn3Se2(СО)9]2 в сравнении с [Mn3Se2(SeMe3)(СО)9]2
В системе [Мп2(СО)10]/Na25e/[Ph4P]С1 наблюдается
промотирование реакции [Мп35е2(СО)9]2-[Мп35е2(5еМеЗ)(СО)9]2.
Этот комплекс образуется при сольвотермальных условиях в
метаноле формально посредством добавления лиганда
метанселенолата и удаления одного электрона из марганцевой
структуры. Здесь образуется мост ту-2-5еМеЗ между Мп(1) и Мп(2). Для асимметричного углеродного моста между Мп(2) и Мп (3) .
На фиг. 8 показано в изометрической проекции наложение
структур [Mn3Se2(СО)9]2 (сплошные линии) и
[Mn3Se2(SeMe3)(СО)9]2 (пунктирные линии), которые образуют полный углеродный мост 2-ту и иллюстрируют эти различия. Положения углеродного лиганда относительно Мп(1) и Мп(2) изменяется лишь незначительно, в то время как Мп(3) имеет октаэдрную координацию, которая составлена из двух клемм лигандов СО, углеродный мост 2-ту составлен из мостов 2-ту-SeMe3 и обоих селенидовых лигандов ту-3.
Введение мостов 2-my-SeMe3 и связанное с этим изменение геометрии, т.е. образование может быть скреплено с помощью магнитных удерживающих сил. Комплекс 9а является диамагнитным с его четным количеством 50 валентных элементов, в то время как комплекс иона 9а с нечетным количеством валентных электронов проявляет ожидаемый парамагнетизм (=1,8 myb для myeff [Мп35е2(СО)9]2 при 100К). Это отражается также в значительном разбросе резонанса фенила в спектре 1H-NMR.
На фиг. 9 показаны в виде графика характеристики поглощения 1H-NMR фотонов Ph в [Рп4Р] 2 [Mn3Se2(СО)9] (в левой части А) и [Рп4Р] 2 [Mn3Se2 (СО) 9] (в правой части В). Эти сплавы Хойслера проходят часто мартенситный переход между мартенситной и аустенитной фазой, который обычно происходит на основании температурного индуцирования и является переходом первого порядка. Системы Ni2MnGa являются ферромагнитными с температурой Кюри 376К и магнитным моментом 4,17 IIB, который в значительной мере ограничивается атомами Мп, и с небольшим моментом примерно 0,3 ILB соединены с атомами Ni. Как можно ожидать от его кубической структуры, исходная фаза имеет небольшую энергию магнитно кристаллической анизотропии (На=0,15 Тл). Однако в своей мартенситной фазе соединение имеет намного более высокую анизотропию (На=0,8 Тл).
Температура мартенситного превращения близка к 220К. Эта температура мартенситного превращения может быть легко снижена
примерно до комнатной температуры за счет изменения состава
сплава в направлении стехиометрического сплава.
Низкотемпературная фаза возникает из исходной фазы посредством изменяющей положение трансформации без диффузии в направлении тетрагональной структуры, а=Ь=5,90 ангстрем, с=5,44 ангстрем. Мартенситная фаза обычно принимает исходную структуру с помощью трансформации (это значит 6,56% с для Ni2MnGa), за счет образования двойниковых вариантов.
Это означает, что кубический кристалл разделяется на два тетрагональных кристаллита, которые имеют общую контактную плоскость. Эти двойники упакованы с подходящими ориентациями, с целью минимизации энергии напряжения (аналогично намагничиванию ферромагнита с различными ориентациями посредством разрушения в доменах, с целью минимизации магнитной статической энергии). Ориентация этих двойниковых вариантов за счет перемещения границ двойников приводит к большим макроскопическим исходным структурам.
В тетрагональной фазе с повышенной магнитной анизотропией,
прикладываемое магнитное поле может вызывать изменение
удлинения, за счет чего эти материалы можно применять в
качестве исполнительных элементов. Наряду с этим ферромагнитным
эффектом запоминания формы, можно совсем близко к температуре
мартенситного перехода наблюдать, что имеется большое изменение
намагничивания при приложении небольших магнитных полей. Эти
изменения намагничивания также относятся магнитно
кристаллической анизотропии.
Это изменение в намагничивании, которое приводит к умеренному изменению магнитной энтропии в несколько Дж/моль К, усиливается, когда осуществляется на монокристалле. Когда в этом материале имеется такой состав, что происходит магнитное и структурное превращение при одинаковой температуре и согласовывается с наибольшей магнитной энтропией, то наблюдаются изменения.
Для магнитных применений экстремально большие изменения длины в мартенситном переходе приводят к действию старения. В магнитных сплавах с запоминанием формы известно, что часто
используются лишь монокристаллы, в то время как поликристаллические материалы спонтанно пульверизируются после нескольких циклов. Температурные эффекты можно усиливать за счет давления на кристаллические формации, однако в этом случае наблюдаются также эффекты старения и деклинация поликристаллов.
Основанные на Fe3P соединения обеспечивают возможность предотвращения процессов ионизации, бинарное интерметаллическое соединение Fe2Ph можно использовать для применяемой на практике смеси из материалов. Это соединение кристаллизируется в гексагональном, не симметричном относительно точки соединении FeMn-фосфор, и имеет все положительные свойства для применения в качестве транспондера для бытовых систем охлаждения.
Возможны замены Fe и/или Мп на As, Zi, Ni, Ge, Si. Fe занимает стороны 3g и 3f, и p - стороны lb и lc. За счет этого получается штабелирование попеременно богатых и бедных Р слоев Р. Дифракция нейтронов приводит к тому, что магнитный момент железа на стороне Зд составляет примерно 2ту-В, в то время как момент на стороне 3f составляет примерно lmy-B. Гексагональная форма имеет плохие возможности повторного применения в качестве магнитного источника за счет старения.
Существенной причиной для электрически проводящих свойств волокон PET за счет присадок является то, что в диэлектрической несущей структуре сложного полиэфира частицы металла, хотя и разделены пространственно друг от друга, однако электронные облака частиц металла перекрывают друг друга. Введение элементов примеси в сложный полиэфир предотвращает процессы разложения и препятствует внешним влияниям.
В частности, предотвращаются повторное окисление, фрикционное разложение и улучшается гибкость.
Относительно излучения обеспечивается возможность достижения точно фиксированных, четко ограниченных и повторяемых частотных характеристик.
В частности, относительно эмиссии излучения возможно достижение с помощью подходящей примеси генерирования инфракрасного излучения в частотном диапазоне от 4,5 мкм до 11,5 мкм.
В качестве альтернативы применению волокон из PET возможно также использование арамидов. Изготовление волокон можно осуществлять с помощью способа электрического формования волокна.
Типичный диаметр волокна лежит в диапазоне 2-6 мкм. Примесь металлических частиц предпочтительно осуществляется в газовой плазме.
Типичная длина волокон лежит в диапазоне от 2 см до 4 см.
В качестве примесных элементов пригодны, в частности, следующие химические элементы по выбору в чистом состоянии или в виде сплава. В частности, возможно применение редкоземельных элементов. Возможно также применение железа, марганца, фосфора, кремния, лантана, германия, натрия, цинка, фтора или мышьяка. Кроме того, возможно также применение алюминия, меди и/или никеля.
Возможно также применение редкоземельных металлов или щелочных элементов, например, магния, кальция, натрия или калия.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Волокно из пластмассы с электрической проводимостью, при этом материал волокна образован основным материалом из PET, в который введены элементы, отличающееся тем, что элементы имеют атомарную размер и имеют такое расстояние друг от друга, что облака электронов по меньшей мере в некоторых зонах перекрываются.
2. Волокно по п. 1, отличающееся тем, что индуцированные элементы имеют токопроводящие свойства, так что волокно по меньшей мере частично является электрически проводящим.
3. Волокно по п. 1 или 2, отличающееся тем, что индуцированные элементы имеют магнитокалорические эффекты, так что волокно за счет воздействия магнитного поля по меньшей мере частично претерпевает повышение температуры.
4. Волокно по любому из п.п. 1-3, отличающееся тем, что индуцированные элементы введены внутрь основного материала PET с неравномерным распределением плотности.
5. Волокно по п. 4, отличающееся тем, что индуцированные элементы расположены в зонах поперечного сечения материала с эффектом вытеснения тока с меньшей плотностью, чем в зонах поперечного сечения материала с эффектом уплотнения тока.
6. Волокно по любому из п.п. 4 или 5, отличающееся тем, что индуцированные элементы в близких к поверхности зонах поперечного сечения материала эквивалентной толщины d проводящего слоя индуцированы с большей плотностью, чем снаружи этой зоны.
7. Волокно по любому из п.п. 1-6, отличающееся тем, что индуцированные элементы введены в основной материал PET посредством введения примеси.
8. Волокно по любому из п.п. 1-7, отличающееся тем, что индуцированные элементы образованы с помощью MnFe-фосфорных соединений.
9. Волокно по любому из п.п. 1-8, отличающееся тем, что индуцированные элементы образованы с помощью MnFe(As, PwGexSiz)s.
10. Волокно по п. 9, отличающееся тем, что индуцированные
элементы имеют следующие значения: х=0,3-0,7 и/или w меньше или равно 1-х и z=l-x-w.
11. Волокно по любому из п.п. 1-7, отличающееся тем, что индуцированные элементы образованы с помощью FeMn-фосфорных соединений с замещением фосфора с помощью As, Si и комбинированно с La (FeMnP) AlCo.
12. Волокно по любому из п.п. 1-7, отличающееся тем, что индуцированные элементы образованы с помощью соединений с Мп-Zn.
13. Волокно по любому из п.п. 1-7, отличающееся тем, что индуцированные элементы образованы за счет легирования с помощью FeMnPO, 7GeO, 3.
14. Волокно по любому из п.п. 1-7, отличающееся тем, что индуцированные элементы образованы за счет легирования с помощью FeMnPO, 5GeO, 5.
15. Волокно по любому из п.п. 1-7, отличающееся тем, что индуцированные элементы образованы за счет легирования с помощью FeO, 86Mnl, 14Р0, 5SiO, 35GeO, 15.
По доверенности
ФИГ.1
537164
Поглощающая способность некоторых важных атмосферных газов
Поглощающая способность NgO 100% С02
1 0%
о2о2 0(2
CHi Длина волны
УФ-излучение Видимое
Среднее ИК-излучение
Дальнее ИК-излучение
ФИГ.2
Вид микроструктуры
ном. №мпммы0> 5
1700т 1500 2 13001100-: 900^ 700-^ 500^
300 г 100
Сканирующий электронный микроскоп (SEM)
Fe?MnSi
> \ ., Л IS
I I I ' I * Г
Mn5Si3-Tnn
I I I I j I I 1 I | I I i I j I I I I I I i ¦ ' I ¦ I • г
40 50
Шкала 2-тета
ФИГ.З
ФИГ.4
Mn(1)
,5е(2Г
Mn(2)
Sell I
ФИГ.5
ФИ Г. 7
ФИГ.8
ФИГ.9
(19)
(19)
(19)
(19)
(19)
1/9
1/9
3/9
3/9
3/9
3/9
4/9
4/9
5/9
5/9
5/9
5/9
6/9
6/9
9/9
9/9
