Модернизация технологии нанесения электрохимических оксидных покрытий на алюминиевые поверхности для интенсификации теплоотдачи тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.03, кандидат наук Гравин, Артём Андреевич

• Гравин, Артём Андреевич
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Гравин, Артём Андреевич

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Анализ технологий изменения теплоотдающих свойств поверхностей энергетического оборудования

1.1 Основные определения

1.2 Теоретические аспекты интенсификации теплообменных процессов

на поверхностях алюминия

1.3 Методы интенсификации теплообмена на поверхностях энергетического оборудования

1.4 Использование наноматериалов для интенсификации теплообменных процессов

1.5 Теплофизические свойства углеродных нанотрубок

1.6 Патентный анализ способов изменения структуры металлических поверхностей для повышения теплоотдачи

1.7 Патентный анализ способов нанесения модифицированных наноматериалом электрохимических покрытий

1.8 Краткие выводы

2 Метод получения модифицированных наноматериалом электрохимических оксидных покрытий алюминиевых поверхностей

2.1 Лабораторный стенд

2.2 Методика нанесения модифицированного наноматериалом электрохимического оксидного покрытия на поверхность алюминия

2.3 Влияние нанодисперсных материалов на морфологию электрохимических покрытий

2.4 Изменение свойств электролита анодирования алюминия при добавлении в него нанодисперсного материала

2.5 Изменение кинетики процесса анодирования алюминия при добавлении в электролит нанодисперсного материала

2.6 Краткие выводы

3 Исследование параметров модифицированных наноматериалом

электрохимических оксидных покрытий алюминиевых поверхностей

3.1 Проведение экспериментов

3.2 Измерение коэффициента теплоотдачи

3.3 Измерения шероховатости

3.4 Измерения критерия неравномерности и толщины покрытия

3.5 Краткие выводы

4 Оценка факторов интенсификации теплообмена

4.1 Теоретическое обоснование

4.2 Сопоставление экспериментальных данных с результатами

расчётов при математическом моделировании

4.3 Краткие выводы

ВЫВОДЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модернизация технологии нанесения электрохимических оксидных покрытий на алюминиевые поверхности для интенсификации теплоотдачи»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Интенсификация теплоотдачи от элементов оборудования химико-технологических схем, в которых протекают тепловые' процессы, является в настоящее время актуальной задачей вследствие постоянно возрастающих требований к повышению энергоэффективности.

На теплоотдачу влияет множество теплофизических, геометрических и других факторов. Для интенсификации теплоотдачи могут применяться различные методы, использующие разнообразные конструктивные решения, эффективные режимные параметры, соответствующие характеристики теплоносителя и некоторые другие.

Научными исследованиями в данных направлениях занимались отечественные и зарубежные учёные (например, Телевный A.M., Кунтыш В.Б., Письменный E.H. Biercuk М. J., Llaguno М.С., Nan С. W.). Несмотря на полученные положительные результаты, имеется ряд доводов, в связи с которыми можно сделать вывод о том, что данное направление требует новых технологических решений.

Повышение теплоотдачи с помощью изменения поверхности известными в настоящее время способами (механическое получение микроструктурированных покрытий, расположение на поверхности микротурбулизаторов и др.) не всегда решает поставленную задачу с высокой эффективностью и простотой реализации (дополнительное дорогостоящее оборудование, серьёзные энергетические затраты и Др.).

Одним из перспективных и малоизученных направлений в данной области является применение модифицированных наноматериало электрохимических покрытий на теплоотдающие элементы энергетического оборудования.

Работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы при поддержке Государственного контракта № 14.740.11.1372.

Цели и задачи исследования. Модернизирована технология нанесения модифицированных наноматериалом электрохимических оксидных покрытий на алюминиевые поверхности для интенсификаци теплоотдачи.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Обобщить литературные сведения по существующим методам интенсификации теплоотдачи и проанализировать их достоинства и недостатки.

2. Исследовать процесс нанесения модифицированных наноматериалом электрохимических оксидных покрытий на поверхности алюминия.

3. Установить зависимость увеличения теплоотдачи от концентрации наноматериала в электролите анодирования при нанесении модифицированных электрохимических оксидных покрытий на поверхности алюминия.

4. Выявить механизм влияния наноматериала на изменение теплоотдачи.

5. Провести математическое моделирование разработанных процессов.

Научная новизна работы. Модернизация технологии нанесения

модифицированных электрохимических оксидных покрытий на теплоотдающие алюминиевые поверхности, отличающаяся дополнительными этапами: 1) распределения углеродного наноматериала «Таунит» в электролите

воздействием ультразвукового диспергирования или с использованием растворимых таблеток; 2) поддержания рабочей концентрации указанного наноматериала в электролитах.

Экспериментально подтверждена возможность использования полученной модернизированной технологии для интенсификации теплообменных процессов на теплоотдающих поверхностях алюминия.

Теоретически обоснована природа влияния нанесения модифицированного покрытия на тепловые свойства получаемых поверхностей.

Объектом исследования являются электрохимические процессы, позволяющие получить покрытия с улучшенными качественными показателями..

Предметом исследования является процесс нанесения модифицированных наноматериалом электрохимических оксидных покрытий на алюминии (сплав АМгЗ).

Практическая значимость. Разработан способ повышения теплоотдачи с помощью микротурбулизирующих частиц и получен патент на изобретение по данному способу № 2511806.

Разработана технологическая схема для интенсификации теплоотдачи электрохимическим путём.

Полученный технологический процесс может быть использован в промышленности, для производства покрытий радиаторов, испарителей, конденсаторов, теплообменников, использующих жидкие и газовые фазы с целью увеличения их теплоотдающих свойств.

Достоверность результатов подтверждается применением в работе современных методов исследования, многократным повторением экспериментов и высокой степенью воспроизводимости результатов. Экспериментальные данные были статистически обработаны.

1 Анализ технологий изменения теплоотдающих свойств поверхностей энергетического оборудования

1.1 Основные определения

Электрохимическая размерная обработка металла - группа методов, предназначенных для придания обрабатываемой металлической детали определенной формы, заданных размеров или свойств поверхностного слоя.

Анодирование - получение оксидного покрытия на поверхности металлов и полупроводников при анодной поляризации в кислородсодержащих средах с ионной проводимостью [1].

Под покрытием будем понимать металлическую плёнку на поверхности детали с заданными свойствами. В зависимости от требований, предъявляемых к эксплуатационным характеристикам изделий, различают три основных типа покрытий: защитные, защитно-декоративные и функциональные.

Конвективный теплообмен — общий процесс переноса тепла конвекцией и теплопроводностью.

Теплоотдача — процесс конвективного теплообмена между потоками жидкость или газа и поверхностью твёрдого тела [2]. Величиной, характеризующей интенсивность отдачи тепла, называют коэффициентом теплоотдачи.

Наноматериал - материал, содержащий структурные элементы,' геометрические размеры которых, хотя бы в одном измерении не превышают 100 нм, и благодаря этому, обладающий качественно новыми свойствами, в том числе заданными функциональными и эксплуатационными характеристиками [3-4]. Однако часто характеристические особенности вещества проявляются и в более узких диапазонах [5].

1.2 Теоретические аспекты интенсификации теплообменных процессов на поверхностях алюминия

Анализ литературных данных [6-21], посвященных инженерным методам расчёта тепловых процессов на основе теории подобия, позволяет оценить влияние ряда факторов на интенсивность процесса теплоотдачи.

Классическими в инженерной практике при расчёте численных значений коэффициентов теплоотдачи от потока жидкости (газа, пара) к теплообменной поверхности используются уравнения вида

Ргт, (1.1)

аГ ас1 г> УУ(1р сц

где Ыи=-, И.е=-—, Рг=—,

X /л X

2

а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м К),

(1 - определяющий геометрический размер, м,

X,— теплопроводность жидкости (газа, пара), Вт/(м К),

W - скорость потока в свободном сечении аппарата, м/с,

р - плотность жидкости (газа, пара), кг/м ,

(I - динамическая вязкость жидкости (газа, пара), Па с,

с - теплоёмкость жидкости (газа, пара), Дж/(кг К),

N11 — критерий Нуссельта,

Яе — критерий Рейнольдса,

Рг — критерий Прандтля.

Из соотношения (1.1) следует, что коэффициент конвективной теплоотдачи а пропорционален комплексу:

а*Хх-т Ж" с/""1 р" /,1т~"ст.

Наиболее часто употребимые значения параметров пит следующие:

— Турбулентный режим п = 0,8; ш = 0,43.

— Переходный режим п = 0,9; т = 0,43.

— Ламинарный режим п = 0,4; т = 0,33.

Таким образом, коэффициент теплоотдачи при прочих равных условиях увеличивается с увеличением любой из величин "к, \У, р, с и с уменьшением <1, ц.

С ростом температуры и давления значения коэффициентов теплоотдачи также в целом повышаются, несмотря на то, что вязкость газов растёт. [22] При понижении давления облегчаются условия возникновения кавитационных эффектов, которые в ряде случаев могут интенсифицировать теплообмен.

На начальных участках каналов интенсивность теплоотдачи выше на 15 -40% вследствие неустановившегося гидродинамического режима.

Присутствие твёрдых частиц в потоках теплоносителей несколько увеличивает теплоотдачу при условии, что на теплоотдающих поверхностях не образуется отложений.

В тех случаях, когда процесс теплоотдачи сопровождается фазовыми переходами, коэффициент теплоотдачи значительно возрастает.

Для удаления пленки конденсата с теплообменных поверхностей, на которых происходит конденсация паров, используются разнообразные дополнительные устройства, позволяющие существенно повысить средние значения коэффициентов теплоотдачи.

Влияние шероховатости поверхности теплообмена на теплоотдающие свойства является прямым. С ростом шероховатости увеличивается теплоотдача. При глубине пор до 10 мкм влияние шероховатости на интенсивность теплоотдачи мала. Существенное увеличение наблюдается при появлении пор глубиной порядка десятых долей миллиметра. Параметры потока с числами Рейнольдса от 103 до 104 достаточно чувствительны к уровню шероховатости поверхности. Так, при одинаковых геометрических формах каналов, отличающихся лишь степенью шероховатости, можно получить совершенно' различные значения коэффициентов теплоотдачи [23]. При числах Рейнольдса больше 104 влияние шероховатости поверхности на коэффициент теплоотдачи изучено недостаточно.

1.3 Методы интенсификации теплообмена на поверхностях энергетического оборудования

Способы повышения теплоотдачи от элементов энергетического оборудования можно классифицировать следующим образом.

1. Конструктивные решения. Включают методы проектирования формы теплоотдающих поверхностей, при которых: а) увеличивается поверхность теплоотдачи; б) повышается степень турбулизации теплоносителя (хладоагента).

2. Методы, связанные с режимными параметрами. К таким методам, преследующим повышение степени турбулизации потока, относятся увеличение скорости движения, температуры и давления теплоносителя (хладоагента); воздействие на поток вибрацией и ультразвуком.

3. Методы воздействия на свойства теплоносителя (хладоагента). Выбор теплоносителей (хладоагентов) с требуемым набором теплофизических характеристик; добавка твёрдых частиц в потоки теплоносителей.

4. Решения, связанные со свойствами теплоотдающих и теплопередающих поверхностей. Включают выбор материала теплопередающего слоя с требуемым набором теплофизических характеристик; методы изменения шероховатостей поверхностей; использование пористых материалов в качестве слоя покрытия теплообменных поверхностей; создание микрорельефа на теплоотдающей поверхности; увеличение степени черноты поверхности.

5. Методы, связанные с сочетанием тепловых и иных процессов. Сочетание процессов теплопереноса и процессов фазового перехода; сочетание процессов тепло- и массопереноса и т.д.

Практически все из перечисленных методов интенсификации теплоотдачи связаны с дополнительными проблемными факторами и имеют жёсткие ограничения в использовании. Поэтому их совместное использование в различных технологических решениях чаще всего является наиболее оптимальным.

Увеличение скоростей потоков приводит не только к повышению затрат на работу нагнетателей, но и интенсифицирует акустические колебания

конструкционных элементов, что провоцирует усталостные эффекты (последнее относится и к акустическим методам интенсификации теплоотдачи).

Повышение давления теплоносителей, обеспечение вибрации теплоотдающих поверхностей и использование ультразвукового воздействия существенно усложняют конструкции оборудования; при конструировании систем, передающих вибрации на большие поверхности, возникают значительные, трудности; акустическое воздействие дает эффект лишь при больших акустических мощностях, которые ограничены санитарными нормами.

Размеры рёбер и игл на теплоотдающих поверхностях лимитируются тепловыми потоками через основание рёбер.

Перфорированные и пористые теплоотдающие поверхности эффективны только при наличии фазовых переходов на их поверхностях.

Добавка твёрдых частиц в потоки теплоносителей приводит к ускоренной эрозии теплообменных поверхностей.

Терморадиационное тепловое взаимодействие значимо только при существенной разнице температур потока и теплообменной поверхностью.

Возможность выбора теплоносителей с требуемым набором теплофизических характеристик существенно ограничивается требованиями безопасности (взрыво- пожароопасность, летучесть), санитарными нормами (токсичность), техническими требованиями (химическая и коррозионная активность), экологическими требованиями и экономической целесообразностью.

Многообразие тепловых процессов и условий их протекания обуславливает актуальность дальнейших исследований природы и механизмов тепловых процессов, а также путей их интенсификации.

Использование рельефных поверхностей теплообмена со сферическими выемками (рисунок 1.1) позволяет повысить интенсивность теплоотдачи до 2 раз [24,25].

Рисунок 1.1. Экспериментальный кожухопластинчатый теплообменник, имеющий поверхность теплообмена со сферическими выемками

В теплообменном оборудовании для повышения общего коэффициента теплопередачи традиционно используется оребрение теплоотдающих поверхностей (рисунок 1.2) со стороны потока с более низким значением коэффициентов теплоотдачи. В качестве примера можно привести теплообменное оборудование фирм HEADQUARTER, Швеция, НЕАТЕХ Shanghai Со Ltd, Китай, НЕАТЕХ, США [27].

Рисунок 1.2. Кассетные теплообменники НЕАТЕХ "МАШИМПЭКС". Пучок оребрённых труб изготовлен из медных труб и алюминиевого оребрения

Как показали исследования, наибольшей эффективностью обладает игольчатое оребрение с шахматным расположением игл. Высокая эффективность

теплообмена достигается за счёт срыва пограничного слоя. При этом коэффициенты теплоотдачи для игл разной формы существенно не отличаются, более значительное влияние на коэффициент теплоотдачи оказывает соотношение площадей сечения игл и площадей их обтекания. Иглы круглого сечения (рисунок 1.3) обеспечивают повышенный коэффициент теплоотдачи по сравнению с иглами других форм, хотя с учётом гидравлического сопротивления более выгодны иглы овального сечения.

Рисунок 1.3. Игольчатый радиатор с иглами круглого сечения

Наряду с традиционными методами повышения плотности тепловых потоков в процессах теплообмена, такими, как увеличение степени турбулизации, скорости и давления потоков теплоносителей, степени черноты и профилирования теплоотдающих поверхностей, дестабилизация пограничного слоя жидкости, а также выбор теплоносителя, имеющего требуемые теплофизические характеристики, всё шире используются принципиально новые подходы (которые будут более подробно описаны ниже). К таким подходам относятся:

— использование пористых материалов в качестве поверхностного слоя' теплопередающих поверхностей;

— вибрация жидкости вблизи нагреваемой поверхности;

— использование ультразвука;

— дополнительная перфорация теплоотдающей поверхности;

— создание микрорельефа на теплоотдающей поверхности;

— индивидуальные мероприятия, обеспечивающие повышение интенсивности теплообмена.

Использование пористых материалов (рисунки 1.4, 1.5) в качестве слоя покрытия теплообменных поверхностей позволяет увеличить интенсивность теплоотдачи при различных гидродинамических режимах от 5 до 20 раз [28-30].

а) б)

Рисунок 1.4. Способ интенсификации теплоотдачи а — покрытие теплообменной поверхности ячеистым материалом ; б — высокопористый ячеистый проницаемый материал.

Рисунок 1.5. Структура высокопористого материала: а - с ячейками

квадратного сечения, б - с ячейками круглого сечения, в - штырьковые.

Вибрация жидкости с использованием ультразвука. В промышленном оборудовании обычно трудно применять метод вибрации поверхностей, поэтому используется альтернативный метод с организацией вибрации жидкости вблизи нагреваемой поверхности [26]. Генераторы, возбуждающие вибрацию, имеющую широкую номенклатуру — от прерывателей потока до пьезоэлектрических преобразователей и, таким образом, покрывают интервал частот пульсаций в интервале 1 Гц — 100 кГц. Увеличение средних коэффициентов теплоотдачи наблюдалось только при интенсивности колебаний свыше 140 дБ, которая намного выше интенсивности, безопасной для человеческого слуха. Этр позволяет увеличивать теплоотдачу максимум в 2-3 раза. Обычно преобладающим механизмом интенсификации теплообмена в данном случае становится кавитация.

Дополнительная перфорация поверхности обеспечивает некоторое увеличение теплоотдачи в результате перемешивания в районе отверстий [31].

Создание микрорельефа на теплоотдающей поверхности. Исследования, выполняемые в настоящее время в Тамбовском государственном техническом университете, выявили принципиально новый путь интенсификации процессов теплоотдачи. Показано, что гальванические покрытия, модифицированные наноуглеродным материалом, приобретают уникальную структуру и рельеф, поверхности, обеспечивающие увеличение коэффициентов теплоотдачи не менее, чем на 10%. [32]

Индивидуальные мероприятия, обеспечивающие повышение интенсивности теплообмена. При реализации конкретных тепловых процессов возможны индивидуальные мероприятия, обеспечивающие повышение интенсивности теплообмена. Так, при конденсации паров на охлаждаемых поверхностях, подача пара в виде тонких высокоскоростных струй существенно повышает значения коэффициентов теплоотдачи.

В случаях взаимосвязанного протекания тепло- и массообменных процессов возможно влияние дополнительных факторов на процессы теплоотдачи.

На сегодня одним из перспективных и многообещающих направлений интенсификации теплообменных процессов является использование нанодисперсных материалов при обработке теплоотдающих поверхностей.

1.4 Использование наноматериалов для интенсификации теплообменных процессов

На мировом рынке по такому показателю, как производство и потребление наноматериалов лидируют США, Европейский союз и Япония, в то время как Российская федерация имеет довольно скромные показатели в этом направлении. В первую очередь это связано с тем, что активные исследования и использование наноматериалов (нанопорошков) в промышленности в России были начаты сравнительно недавно.

Специфическая геометрическая форма нанопорошков и промежуточное состояние между кристаллическим и аморфным создают особые механические, термические, электрические, магнитные, оптические и химические свойства, которые позволяют предположить, что при их использовании в различных процессах могут проявиться различные эффекты. Следует отметить, что для разных наноматериалов в каждом конкретном случае в зависимости от состава и типа свойства будут отличаться. Наноматериалы с малым числом структурных элементов (нанообъекты, агрегаты или агломераты нанобъектов) или кристаллиты можно классифицировать как нанопорошки [33].

Основные виды нанопорошков: оксиды, металлы и сплавы, углеродные наноматериалы (наноалмазы, нанотрубки, нановолокна) и др. При их использовании в электрохимических процессах важным аспектом выступает концентрация наночастиц в электролите, прямым образом влияющая на расходы' на их использование при электрохимической обработке металлов.

Использование нанодисперсных материалов для улучшения теплопередающих и теплоотдающих свойств поверхностей металлов основано на двух физических явлениях: высоких теплопередающих свойствах углеродных

нанотрубок и изменении структуры поверхности материалов, в которые в качестве наполнителя вводятся наноматериалы.

Примером для подробного рассмотрения нанодисперсного материала могут служить углеродные нанотрубки (УНТ) - наноуглеродный материал, зарегистрированный под торговой маркой «Таунит», который производится в ООО «НаноТехЦентр», г. Тамбов. УНТ «Таунит» представляет собой длинные полые волокна, состоящие их графеновых слоев фулерреноподобной конструкции. Следует упомянуть, что производство УНТ «Таунит» идёт в промышленных масштабах.

Таблица 1.1. Параметры углеродного наноматериала «Таунит» [34]

Параметры Значения

Наружный диаметр, нм 20-70

Внутренний диаметр, нм 5-10

Длина, мкм 2 и более

Общий объём примесей (после очистки), % до 5 (до 1)

Насыпная плотность, г/см3 0,4-0,6

Удельная поверхность, м /г 120-130 и более

Термостабильность, °С До 600

С 2007 года в Тамбовском государственном техническом университете' ведутся научно-исследовательские работы по созданию технологий получения модифицированных наноматериалами гальванических покрытий с улучшенными качественными показателями. В гальванические электролиты добавляются фуллереноподобные углеродные нанотрубки - наноуглеродный материал, зарегистрированного под торговой маркой «Таунит». В результате исследований выявлено, что гальванические покрытия, модифицированные наноуглеродным материалом, имеют более высокую коррозионную стойкость, микротвёрдость, износостойкость [35-39]. Кроме того, модифицированные наноматериалом электрохимические покрытия приобретают уникальную структуру и рельеф

поверхности (рисунок 1.6, 1.7), обеспечивающие существенное увеличение коэффициентов теплоотдачи за счёт наличия выступов микрокристаллических образований размером до 20 мкм.[32]

Среди преимуществ УНТ «Таунит» следует назвать промышленные масштабы производства и тот факт, что его использование в электрохимических процессах не требует больших концентраци й в электролите, а, соответственно, и больших затрат.

Mag = 148 X 100pm* WD = 100 mm EHT= 10 00 kV FIB Imaging = SEM FIB Lock Mags = No SignalA=SE2 Date :29 Dec 2011Time .10:41:29 eon 40-36-18 I-1 Noise Reduction = Pixel Avg FIB Piobe = 30KV:1 pA System Vacuum = 3.89e-006 mbaf

Рисунок 1.6. Распределение мелкокристаллических образований УНТ «Таунит» на поверхности цинкового покрытия.

Рисунок 1.7. Вид профиля гальванического никелевого наномодифицированного покрытая. 1 - выступ мелкокристаллического образования; 2 - металл основы (сталь).

Сами по себе углеродные нанотрубки обладают высокой прочностью и эластичностью [41-44], специфическими электрическими свойствами [45], способностью к поглощению жидких или газообразных веществ [46], а также своеобразными теплофизическими свойствами.

В целом же, использование нанотрубок для улучшения теплопередающих и теплоотдающих свойств материалов основано на двух физических явлениях: высоких теплопередающих свойствах углеродных нанотрубок и изменении структуры поверхности материалов, в которые в качестве наполнителя вводятся наноматериалы. Подробнее об этом речь пойдёт ниже.

1.5 Теплофизические свойства углеродных нанотрубок

Как наноразмерные графитовые структуры [50-56], углеродные нанотрубки представляют большой интерес не только с точки зрения своих электронных и механических свойств, но и с точки зрения их теплофизических свойств.

Теоретические исследования показывают, что при комнатной температуре теплопроводность углеродных нанотрубок больше, чем у графита или алмаза [49] [54-136].

В графите межслоевые взаимодействия уменьшают тепловую проводимость почти на 1 порядок. Вполне вероятно, что тот же процесс происходит в слоях нанотрубок.

Высокая теплопроводность нанотрубок может быть полезна во многих тепловых задачах, таких как отвод тепла от кремниевых процессоров, или для увеличения теплопроводности пластмасс в таких областях, как жилищное строительство или для электродвигателей.

Работы [49][54-60][101-136] посвящены изучению теплопроводности одно-и многослойных углеродных нанотрубок.

Теоретические исследования показали, что однослойные нанотрубки имеют высокую теплопроводность вдоль продольной оси нанотрубки, которая, согласно прогнозам, достигает 6600 Вт/(м К) при комнатной температуре и в 3, раза больше, чем у алмаза. Экспериментально измеренная теплопроводность отдельных многослойных УНТ составила 3000 Вт/(м К) [172]. Теплопроводность ориентированных многослойных углеродных нанотрубок, находится в диапазоне от 12 до 17 Вт/(м К) [162] и даже ниже, чем 3 Вт/(м К) [174]. Другие источники показывают более высокие результаты, около 27 Вт/(м К) [158,175, 176].

Попытка разобраться в этом широком разбросе измеренных значений теплопроводности (и в меньшей степени, теплоёмкости), предпринята в [177]. Существование теплового сопротивления границы как возможного механизма, значительно ниже теплопроводности между слоями и доменами МУНТ [177]. Тем не менее, ситуация остается неразрешенной.

1.6 Патентный анализ способов изменения структуры металлических поверхностей для повышения теплоотдачи

Известен способ изменения теплоотдающих свойств поверхностей, в котором используются механическая обработка изделий для получения микроструктурированных покрытий [137]. Согласно патенту обработка изделий из листового алюминия со структурированной поверхностью служит для1 улучшения свойств теплопередачи. Множество структурированных частей с размерами 1-50 микрометров располагаются на одной или обеих сторонах листа. Такой алюминиевый лист может быть использован как рёбра или трубки теплообменника.

Недостатком этого способа является техническая сложность реализации способа на практике.

Другим способом является периодическое расположение на поверхности турбулизаторов с высотой, примерно равной толщине приграничного слоя теплоносителя [138]. Согласно патенту, интенсификация теплоотдачи достигается периодическим расположением в каналах плавно очерченных турбулизаторов с высотой, примерно равной толщине пограничного слоя теплоносителя, и с шагом, примерно равным эквиваленту канала. При этом критерием энергетической эффективности служит примерное равенство роста отношения коэффициентов сопротивления и роста коэффициента теплоотдачи, соответственно, каналов с турбулизаторами и гладких каналов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Гравин, Артём Андреевич, 2015 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Аверьянов, Е.Е. Справочник по анодированию / Е Е. Аверьянов - М.: Машиностроение, 1988 - 224 с.

2. Исаченко, В.П. Теплопередача / В.П. Исаченко, В.А. Осипова, A.C. Сукомел -М.: Энергия, 1975 - 488 с.

3. Грязнов, Г.М. Ультрадисперсные материалы - нанокристаллы / Г.М. Грязнов,' В.Ф. Петрунин // Конверсия в машиностроении - 1996. - №4. - С.24-26.

4. Петрунин, В.Ф. Физикохимия ультрадисперсных (нано-) систем./ В.Ф. Петрунин // мат. VII Всерос. конф., МИФИ - 2006 - С. 10-14.

5. Вигдорович, В.И. Некоторые методологические вопросы теории и практики использования наноструктурированных материалов / В.И. Вигдорович. Л.Е. Цыганкова. Н.В. Шель / Вестник Тамбовского государственного университета, -2014. - Т.19. - В.2. - С.805-809.

6. Хоблер, Т. Теплопередача и теплообменники / Т. Хоблер , П. Г. Романков -СПб. :Госхимиздат, 1961 . - 820 с.

7. Уонг, X. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров: справочник / X. Уонг. - М.: Атомиздат, 1979. - 216 с.

8. Хаузен, X. Теплопередача при прямотоке, противотоке и перекрёстном токе: пособие для инженеров-теплотехников различных отраслей промышленности / X. Хаузен. -М.: Энергоиздат, 1981. - 384 с.

9. Кутателадзе, С. С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: справочное пособие / С.С. Кутателадзе. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 367 с.

10. Петухов, B.C. Теплообмен в движущейся однофазной среде. Ламинарный пограничный слой /B.C. Петухов. -М.: Изд-во МЭИ, 1993. - 352 с.

11. Беляев, Н.М. Основы теплопередачи: Учебник / Н.М. Беляев. - К.: Высшая школа, 1989.-343 с.

12. Кутателадзе, С.С. Основы теории теплообмена / С.С. Кутателадзе. - М.: Атомиздат, 1979. - 416 с.

13. Burmeister, L.C. Convective heat transfer / L.C. Burmeister. - Lawrence: Willey, 1983. -720 p.

14. Петухов, Б.С. Теплообмен h сопротивление при ламинарном течении' жидкости в трубах / Б.С. Петухов. -М.: Энергия, 1967. - 412 с.

15. Жукаускас, А. Теплоотдача в ламинарном потоке жидкости / А. Жускаускас, И. Жюгжда. - Вильнюс: Минтис, 1969. - 262 с.

16. Мартыненко, О.Г. Свободноконвективный теплообмен: справочник / О.Г. Мартыненко, Ю.А. Соковишин. - Минск: Наука и техника, 1982. - 400 с.

17. Kakac, S. Natural convection. Fundamentals and applications / S. Kakac, W. Aung, R. Viskanta- New York: Hemisphere, 1985. - 1181 p.

18. Кутателадзе, С.С. Справочник по теплопередаче: справочник / С.С. Кутателадзе, В.М. Боришанский. - М.: Госэнергоиздат, 1990 - 415 с.

19. Жураускас, A.A. Конвективный перенос в теплообменниках / A.A. Жураускас. -М.: Наука, 1982.-472 с.

20. Касаткин, А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии / А.Г. Касаткин. -М.: Гос. издательство химической литературы, 1961. - 830 с.

21. Павлов, К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии / К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, A.A. Носков. - JL: Химия, 1987. - 576 с.

22. Smits, A.J. Turbulent shear layers in supersonic flow / A.J. Smits, J.-P. Dussauge -Birkhäuser, - 2006. - 46 p.

23. Лашутина, Н.Г. Техническая термодинамика с основами теплопередачи и' гидравлики / Н.Г. Лашутина. - М.: Машиностроение, 1988. - 336 с.

24. Попов, И. А. Теплоотдача свободноконвективных течений при наличии поверхностных интенсификаторов / Ю.Ф. Гортфшов, И.А. Попов, P.A. Усенков // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. - 2003. - № 3. - С. 29-32.

25. Попов, И.А. Эффективные интенсификаторы теплоотдачи для ламинарных (турбулентных) потоков в каналах энергоустановок / И. А. Попов, А.И. Леонтьев,

Ю.Ф. Гортышов, B.B. Олимпиев // Известия РАН: Энергетика. - 2005. - №1. -С.75-91.

26. Пат. 2368709 Российская Федерация, МПК7 C25D015/00 В82В001/00 C25D005/20. Способ получения гальванических покрытий, модифицированных наноалмазами / Петров И.Л.; заявитель и патентообладатель Петров И.Л. - заявл. 08.05.2007, опубл. 27.09.2009.

27. Сайт группы фирм «НЕАТЕХ» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.heatex.com.

28. Попов, И.А. Исследование теплообмена и гидродинамики в каналах с пористыми вставками / И. А. Попов, Ю.Ф. Гортышов // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. - 1993. - № 3. - С.63-67.

29. Попов, И.А. Гидродинамика и теплообмен в пористых теплообменных элементах и аппаратах. Интенсификация теплообмена: монография / И.А. Попов: под общ. ред. Ю.Ф. Гортышова. - Казань: Центр инновационных технологий, 2007. - 241 с.

30. Попов, И.А. Экспериментальное исследование гидравлического сопротивления и теплообмена в канале с упорядоченными пористыми материалами / И.А. Попов, Ю.Ф. Гортышов, К.Э. Гулицкий // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. - 1997. - № 4. - С.24-28.

31. Петухов, B.C. Справочник по теплообменникам / Б.С.Петухов. - в 2 томах -М.: Энергоатомиздат., 1987. - Т 1 - 562 с. - Т 2 - 362 с.

32. Литовка, Ю.В. Интенсификация теплообмена при нанесении наномодифицированных гальванических покрытий на теплоотдающие поверхности / Ю.В. Литовка, E.H. Туголуков, А.Г. Ткачёв, И.А. Дьяков, A.A. Гравин, Р.Ю. Мухин // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2012. -№9. - С. 10-13.

33. Балоян, Б.М. Наноматериалы. Классификация, особенности свойств,, применение и технологии получения: Учебное пособие / Б.М. Балоян, А.Г. Колмаков, М.И Алымов, A.M. Кротов - М.: Международный университет природы, общества и человека "Дубна". Филиал "Угреша", 2007. - 125 с.

34. Мищенко, C.B. Углеродные наноматериалы. Производство, свойства, применение. / C.B. Мищенко, А.Г. Ткачёв - М.: Машиностроение, 2008. - 320 с.

35. Пат. 2411308 Российская Федерация, МПК6 C25D015/00. Наномодифицированный электролит для электрохимического осаждения никелевого покрытия / Ткачев А. Г., Мищенко C.B., Литовка Ю. В., Дьяков И. А., Кузнецова О. А., Ткачев М. А.; заявитель и патентообладатель Тамбовский гос. техн. ун-т, Ин-т проблем хим. физики РАН. - заявл. 22.04.2009, опубл. 10.02.2011.

36. Пат. 2411309 Российская Федерация, МПК6. C25D015/00. Способ получения наномодифицированного гальванического никелевого покрытия / Ткачев А. Г., Мищенко С. В., Литовка Ю. В., Дьяков И. А., Кузнецова О. А., Ткачев М. А.; заявитель и патентообладатель Тамбовский гос. техн. ун-т, Ин-т проблем хим. физики РАН. - заявл. 22.04.2009, опубл. 10.02.2011..

37. Пат. 240494 Российская Федерация, МПК7 C25D15/00. Композиционное металл-алмазное покрытие, способ его получения, электролит, алмазосодержащая добавка электролита и способ её получения / БуркатГ.К., Долматов В.Ю., Орлова Е.А., Рыжов Е.В.; заявитель и патентообладатель Закрытое акционерное общество "Алмазный Центр", Общество с ограниченной ответственностью «РАМ». - заявл. 29.11.2007, опубл. 20.11.2010.

38. Пат. 2422563 Российская Федерация, M1TK6C25D015/00. Электролит для электрохимического осаждения композиционного хромового покрытия / Ткачев А.Г., Литовка Ю.В., Дьяков И.А., Кузнецова O.A.; заявитель и патентообладатель Тамбовский гос. техн. ун-т. - заявл. 10.12.2009; опубл. 27.06.2011.

39. Литовка, Ю.В. Получение наномодифицированных композиционных, никелевых гальванических покрытий / Ю.В. Литовка, А.Г. Ткачёв, O.A. Кузнецова, И.А. Дьяков // Гальванотехника и обработка поверхности. - 2010. -Том XVIII. -№ 1. - С. 17-21.

40. Головин, Ю.И. Никелевое гальванохимическое покрытие, модифицированное углеродными нанотрубками / Головин Ю.И., Шуклинов A.B., Васюков В.М., Столяров P.A., Поляков Л.Е., Дьяков И.А., Ткачев А.Г., Литовка Ю.В. // Деформация и разрушение материалов. - 2011. - № 1. - С. 31-34.

41. Valentini, L. Morphological characterization of single-walled carbon nanotubes-PP composites / L. Valentini, J. Biagiotti, J.M. Kenny, S. Santucci //

Composite Science and Technology. - 2003. - Vol. 63. - №8. - P. 1149-1153.

42. Shofner, M.L. Single wall nanotube and vapor grown carbon fiber reinforced polymers processed by extrusion freeform fabrication / M.L. Shofner, F.J. Rodriguez-Macias, R. Vaidyanathanc, E.V Barrera // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. - 2003. - Vol. 34. - №12. - P. 1207-1217.

43. Goh, H.W. Crystalllation and dynamic mechanical behavior of double-C60-end-capped poly (ethylene ox-ide)/multi-walled carbon nanotube composites / H.W. Goh, S.H. Goh, G.Q. Xu, K.P. Pramoda, W.D. Zhang // Chemical Physics Letters. - 2003. -Vol. 379 - №3-4. - P.236-241.

44. Ago, H. Composites of carbon nanotubes and conjugated polymers for photovoltaic devices / H. Ago et al. // Advanced Materials. - 1999. - V.l 1. - P. 1281.

45. Елецкий, А.В. Углеродные нанотрубки и их эмиссионные свойства / А.В. Елецкий // Успехи физических наук. - 2002. - Т. 172. - С.401.

46. Wang, Q.H. Field emission from nanotube bundle emitters at low fields / Q.H. Wang, T.D. Corrigan, J.Y. Dai, R.P.H. Chang, A.R. Krauss // Applied Physics Letters. -1997.-V. 70.-P. 3308.

47. Saito, R. Raman intensity of single-wall carbon nanotubes / Saito, R. Takeya, T. Kimura, T. Dresselhaus, G. Dresselhaus, M.S. // Physical Review B. - 1998. - V.57. -P.4145-4153.

48. Sanchez-Portal, D. Ab initio structural, elastic, and vibrational properties of carbon nanotubes / D. Sanchez-Portal, E. Artacho, J.M. Solar, A. Rubio, P. Ordejon // Physical Review B. - 1999. - V.60. - P. 3264-3270.

49. Mizel, A. Analysis of the low-temperature specific heat of multiwalled carbon nanotubes and carbon nanotube ropes / A. Mizel, L.X. Benedict, M.L. Cohen, S.G. Louie, A. Zettl, N.K. Budraa, W.P.Beyermann // Physical Review B. - 1999. - V.60. -P. 3264-3270.

50. Benedict, L.X. Heat capacity of carbon nanotubes / L.X. Benedict, S.G. Louie, M.L. Cohen // Solid State Commun. V.l00. - 1996. - P. 177-180.

51. Kahn, D. Vibrational modes of carbon nanotubes and nanoropes / D. Kahn, J.P. Lu // Physical Review B. - 1999. - V.60. - P.6535-6540.

52. Rego, L.G.C. Quantized thermal conductance of dielectric quantum wires / L.G.C. Rego, G. Kirczenow // Physical Review Letters. - 1998. - V.81. - P.232-235.

53. Schwab, K. Measurement of the quantum of thermal conductance [Текст] / К. Schwab; E.A. Henriksen; J.M. Worlock; M.L. Roukes // Nature. - V.404. - 2000. - P, 974-977.

54. Berber, S. Unusually high thermal conductivity of carbon nanotubes [Текст] / S. Berber, Y.K. Kwon, D. Tomanek // Physical Review Letters. - 2000. - V.84. - P.4613-4616.

55. Hone, J. Electrical and thermal transport properties of magnetically aligned single wall carbon nanotube films / J. Hone, M.C. Llaguno, N.M. Nemes, A.T. Johnson, J.E. Fischer, D.A. Walters, M.J. Casavant, J. Schmidt, R.E. Smalley // Applied Physics Letters. - 2000. - V.77. - P.666-668.

56. Hone, J. Thermal conductivity of single-walled carbon nanotubes / J. Hone, M. Whitney, C. Piskoti, A. Zettl // Physical Review B. - 1999. V.59. - P. 2514-2516.

57. Hone, J. Thermal properties of carbon nanotubes and nanotube-based materials / J. Hone, M.C. Llaguno, M.J. Biercuk, A.T. Johnson, B. Batlogg, Z. Benes, J.E. Fischer // Applied Physics A: Materials Science & Processin. - 2002. - V.74. - P. 339-343.

58. Yi, W. Linear specific heat of carbon nanotubes / W. Yi, L. Lu, D.L. Zhang, Z.W. Pan, S.S. Xie // Physical Review B. - 1999. - V.59. - P. 9015-9018.

59. Biercuk, M.J. Carbon nanotube composites for thermal management / M.J. Biercuk, M.C. Llaguno, M. Radosavljevic, J.K. Hyun, A.T. Johnson, J.E. Fischer // Applied Physics Letters. - 2002. - V.80. - P.2767-2769.

60. Kim, P. Thermal transport measurements of individual multiwalled nanotubes / P.' Kim, L. Shi, A. Majumdar, P.L. McEuen // Physical Review Letters. - 2001. - V.87. -№21 -P.215502.

61. Pop, E. Thermal Conductance of an Individual Single-Wall Carbon Nanotube above Room Temperature / E. Pop, D. Mann, Q. Wang, K. Goodson, H. J. Dai // Nano Letters. - 2006. - V.6. - №1. - P.96-100.

62. Lukes, J. R. Thermal Conductivity and Thermal Rectification in Carbon Nanotubes / J. R. Lukes, H. L. Zhong // Journal of Heat Transfer-Transactions of the Asme. - 2007.

- V.129. - P.705-716.

63. Che, J.W. Thermal Conductivity of Carbon Nanotubes / J. W. Che, T. Cagin, W. A. Goddard // Nanotechnology. - 2000. - V.U. - P.65-69.

64. Yao, Z.H. Thermal conduction of carbon nanotubes using molecular dynamics / Z.H. Yao, J.S. Wang, B.W. Li, G.R. Liu // Physical Review B. - 2005. - V.71(8). -P.085417.

65. Osman, M.A. Temperature dependence of the thermal conductivity of single-wall carbon nanotubes / M.A. Osman, D. Srivastava // Nanotechnology. - 2001. V.12, P.21-24.

66. Padgett, C.W. Influence of chemisorption on the thermal conductivity of single-wall carbon nanotubes / C.W. Padgett, D.W. Brenner // Nano Letters. - 2004. - V.4(6). -P.1051-1053.

67. Moreland, J.F. The disparate thermal conductivity of carbon nanotubes and diamond nanowires studied by atomistic simulation / J.F. Moreland, J.B. Freund, G. Chen // Microscale Thermophysical Engineering. - 2004. - V.8. - P.61-69.

68. Maruyama, S. A molecular dynamics simulation of heat conduction in finite length SWNTs / S. Maruyama // Physica B-Condensed Matter. - 2002. V.323. - P.193-195.

69. Alaghemandi, M. The thermal conductivity and thermal rectification of carbon nanotubes studied using reverse non-equilibrium molecular dynamics simulations / IvL Alaghemandi, E. Algaer, M.C. Böhm, F. Müller-Plathe // Nanotechnology. - 2009. -V.20.-P.115704.

70. Chang, C.W. Solid state thermal rectifier / C. W. Chang, D. Okawa, A. Majumdar, A. Zettl // Science. - 2006. - V.31. - P. 1121.

71. Yang, N. Thermal rectification and negative differential thermal resistance in ID graded lattices / N. Yang, N. Li, L. Wang, B. Li, // Physical Review B. - 2007. - V.76.

- P.020301.

72. Wu, G. Thermal rectifiers from deformed carbon nanohorns / G. Wu, B.W. Li // Journal of Physics-Condensed Matter. - 2008. - V.20. - P. 175211.

73. Nuo, Y. Carbon nanocone: a promising thermal rectifier / Y. Nuo, Z. Gang, L. Baowen // Applied Physics Letters. - 2009. - V.93. - P.243111.

74. Noya, E.G. Heat-pulse rectification in carbon nanotube Y junctions / E.G. Noya, D. Srivastava, M. Menon // Physical Review B. - 2009. - V.79. - P. 115432.

75. Yang, N. Thermal rectification in asymmetric graphene ribbons / N. Yang, G. Zhang, B.W. Li // Applied Physics Letters. - 2009. - V.95. - P.033107.

76. Bose, A. Metal-semiconductor nanojunctions and their rectification characteristics / A. Bose, K. Chatterjee, D. Chakravorty // Bulletin of Materials Science. - 2009. - V.32: - P.227-230.

77. Jobic, H. Inelastic neutron scattering spectra of zeolite frameworks / H. Jobic, K.S. Smirnov, D. Bougeard // Chemical Physics Letters. - 2001. - V.344. -P.147-153.

78. Torizuka, K. Thermal conductivity of (DMe-DCNQI)2Lii.xCux (0^x^0.14): Phonon propagation and the spin-Peierls lattice distortion / K. Torizuka, H. Tajima, T. Yamamoto // Physical Review B. - 2005. - V.71 - P. 193101.

79. Kwok, R.S. Thermal conductivity of the charge-density-wave systems K0.3M0O3 and (TaSe4)2I near the Peierls transition / R.S. Kwok, S.E. Brown // Physical Review Letters. - 1989. - V.63. - P. 895-898.

80. Peierls, R. Quantum Theory of Solids / R. Peierls. - Clarendon: Oxford, 1955. - 238 P-

81. Schütt, J. Localization properties of .pi. electrons and the validity of independent-particle models for hydrocarbon compounds / J. Schütt, M.C. Böhm // Journal of the American Chemical Society. - 1992. - V.l 14. - P. 7252-7263.

82. Shaik, S.S. Is derealization a driving force in chemistry? Benzene, allyl radical, cyclobutadiene, and their isoelectronic species / S.S. Shaik, P.C. Hiberty, J.M. Lefour, G. Ohanessian // Journal of the American Chemical Society. - 1987. - V.l 09. - P. 363374.

83. Jug, K. Theoretical basis and design of the PPP model Hamiltonian / K. Jug // International Journal of Quantum Chemistry. - 1990. - V.37. - P. 403-414.

84. Jug, K. G-7i Energy Separation in Modem Electronic Theory for Ground States of Conjugated Systems / K. Jug, P.C. Hiberty, S. Shaik // Chemical Reviews. - 2001. -V.101.-P. 1477-1500.

85. Müller-Plathe, F. A simple nonequilibrium molecular dynamics method for. calculating the thermal conductivity / F. Müller-Plathe // Journal of Chemical Physics. -1997. - V.106. - P.6082-6085.

86. Böhm, M.C. A CNDO/INDO crystal orbital model for transition metal polymers of the 3d series—basis equations / M.C. Böhm // Theoretica Chimica Acta. - 1983. -V.62. - P.351-372.

87. Ramirez, R. A Crystal Orbital approach for two- and three-dimensional solids on the basis of CNDO/INDO Hamiltonians. Basis equations / R. Ramirez, M.C. Böhm // International Journal of Quantum Chemistry. - 1988. - V.34. - P.47-71.

88. Böhm, M.C. Electronic-structure of C-60 - from the molecular to the solid-state-/ M.C. Böhm, J. Schulte // Molecular Physics. - 1996. - V.87. - P. 735-778.

89. Böhm, M.C. BaxC60 füllendes: 7t Electronic peculiarities of the C6o molecule and their consequences for the solid state / M.C. Böhm, J. Schulte, J. Schütt, T. Schedel-Niedrig, H. Werner, R. Schlögl // International Journal of Quantum Chemistry. - 1997. -V.65.-P. 333-373.

90. Böhm, M.C. Solid state electronic structure of potassium graphite intercalation compounds; the systems KC24 and KC8 / M.C. Böhm, J. Schulte, R. Schlögl // Physica Status Solidi B-Basic Research. - 1996. - V.196. - P. 131-144.

91. Schulte, J. Solid-state electronic structure of bis (tetramethyltetraselenafulvalene)-hexafluorophosphate / J. Schulte, M.C. Böhm // Synthetic Metals. - 1998. - V.95. - P: 125-133.

92. Tarmyshov, K.B. Parallelizing a Molecular Dynamics Algorithm on a Multiprocessor Workstation Using OpenMP / K.B. Tarmyshov, F. Müller-Plathe // Journal of Chemical Information and Modeling. - 2005. - V.45. - P. 1943-1952.

93. Li, C.Y. A structural mechanics approach for the analysis of carbon nanotubes / C.Y. Li, T.W. Chou // International Journal of Solids and Structures. - 2003. - V.40. -P.2487-2499.

94. Lavrentiev, M.Y. Theoretical study of the multimode Peierls distortion in the polydecker sandwich compound [NiCHsCsE^)]*, / M.Y. Lavrentiev, H. Koppel, M.C. Bohm//Chemical Physics. - 1993. - V. 169. - P. 85-102.

95. Miiller-Plathe, F. Local Structure and Dynamics in Solvent-Swollen Polymers / F. Miiller-Plathe // Macromolecules. - 1996. - V.29. - P.4782-4791.

96. Wiberg, K.B. Application of the pople-santry-segal CNDO method to the cyclopropylcarbinyl and cyclobutyl cation and to bicyclobutane / K.B. Wiberg // Tetrahedron. - 1968. - V.24. - P. 1083-1096.

97. Berendsen, H.J.C. Molecular dynamics with coupling to an external bath / H.J.C. Berendsen, J.P.M. Postma, W.F. Vangunsteren, A. Dinola, J. R. Haak // Journal of Chemical Physics. - 1984. - V.81. - P.3684-3390.

98. Ramirez, R. The use of symmetry in reciprocal space integrations. Asymmetric units and weighting factors for numerical integration procedures in any crystal symmetry / R. Ramirez, M.C. Bohm // International Journal of Quantum Chemistry. - 1988. - V.34. -P.571-594.

99. Sedeki, A. Electron-phonon coupling and Peierls transition in metallic carbon nanotubes / A. Sedeki, L.G. Caron, C. Bourbonnais // Physical Review. - 2000. - V.62.

- P.6975-6978.

100. Xu, Z.P. Nanoengineering heat transfer performance at carbon nanotube interfaces. / Z.P. Xu, M.J. Buehler // Acs Nano. - 2009. - V.3. - P. 2767-2775.

101. Xiaoxi, N. Thermal conductivity and thermal rectification in unzipped carbon nanotubes / N. Xiaoxi , Z. Gang, L. Baowen // Phys.: Condens. Matter. - 2011. - V.23.

- P.215301.

101. Frank, S. Carbon Nanotube Quantum Resistors / S. Frank, P. Poncharal, Z.L. Wang, W.A. Heer. // Science. - 1998. - V.280. - P. 1744-1746.

102. Dekker, C. Carbon nanotubes as molecular quantum wires / C. Dekker // Physics Today. - 1999. - V.52. - P.22-30.

103. Hone, J. Quantized Phonon Spectrum of Single-Wall Carbon Nanotubes / J. Hone, B. Batlogg, Z. Benes, A. T. Johnson, J. E. // Fischer, Science. - 2000. - V.289. -P.1730-1733.

104. Yang, D.J. Thermal conductivity of multiwalled carbon nanotubes / D.J. Yang, Q. Zhang, G. Chen, S.F. Yoon, J. Ahn, S.G. Wang, Q. Zhou, Q. Wang, J.Q. Li // Physical Review B. - 2002. - V.66. - P. 165440.

105. Basu, R. Carbon nanotube dispersed liquid crystal: A nano electromechanical system / R. Basu, G.S. Iannacchione // Applied Physics Letters. - 2008. - V.93. - P. 183105.

106. Pradhan, N.R Specific heat and thermal conductivity measurements parallel and perpendicular to the long-axis of Cobalt nanowires / Pradhan, N.R., D. Huanan, J. Liang, G.S. Iannacchione // Nanotechnology, - 2008. - №48. - P.485712.

107. Tong, T. Indium Assisted Multiwalled Carbon Nanotube Array Thermal Interface Materials / T. Tong, A. Majumdar, Y. Zhao, A. Kashani, L. Delzeit, M. Meyapan // IEEE. - 2006. - P. 1406-1411.

108. Zhang, K. Carbon nanotube thermal interface material for high-brightness light-emitting-diode cooling / K. Zhang, Y. Chai, M. M.F. Yuan, D.G. W. Xio, P.C.H. Chan // Nanotechnology. - 2008. - V.19. - P.215706.

109. Xu, Y. Carbon Nanotube Dispersions as Thermal Pastes / Y. Xu, C. Leong, D. D.L. Chung // Journal of Electronic Materials. - 2007. - V.36. - №.9. - P.l 181-1187.

110. Park, J.-J. Design of thermal interface material and measurement apparatus for its thermal conductivity / J.-J. Park, M. Taya // Journal of Electronic Packaging. - 2006. -V.128.-P. 46-52.

111. Amama, P.B. Dendrimer-assisted controlled growth of carbon nanotubes for enhanced thermal interface conductance / P.B. Amama, B.A. Cola, T.D. Sands, X.Xu, T.S. Fisher // Nanotechnology. - 2007. - V.18. - P.385303.

112. Xu, J. Enhancement of thermal interface materials with carbon nanotube arrays / J. Xu, T.S. Fisher // International Journal of Heat transfer. - 2006. - V.49. - P.1658-1666.

113. Shi, L. Majumdar Measuring Thermal and Thermoelectric Properties of One-Dimensional Nanostructures Using a Microfabricated Device / L. Shi, D. Li, C. Yu, W. Jang, D. Kim, Z. Yao, P. Kim, A. Majumdar // J. Heat Transfer. - 2003. - V. 125. - P. 881.1

114. Zhang, H.-L. Electrical and thermal properties of carbon nanotube bulk materials: Experimental studies for the 328-958 К temperature range / H.-L. Zhang, J.-F. Li, B> P. Zhang, K.-F. Yao, W.-S. Liu, H. Wang // Physical Review. - 2007. - V.75. -P.205407.

115. Xie, S. Mechanical and physical properties on carbon nanotube / S. Xie, W. Li, Z. Pan, B. Chang, L. Sun. // J. Phys. Chem. Solids. - 2000. - V.61. - P. 1153-1158.

116. Lu, L. Observation of a logarithmic temperature dependence of thermoelectric power in multiwall carbon nanotubes / L. Lu, W. Yi, D.L. Zhang. // Rev. Sci. Instrum. - 2001. - V.72. - 2001. - P.2996-3003.

117. Prasher, R. Thermal boundary resistance and thermal conductivity of multiwalled carbon nanotubes / R. Prasher // Physical Review. - 2008. - V.77. - P.075424.

118. Li, J. Highly-ordered carbon nanotube arrays for electronics applications / J. Li, C. Papadopoulos, J.M. Xu, M. Moskovits // Applied Physics Letters. - 1999. - V.75. - P. 367.

119. Liang, J., Nonlithographic fabrication of lateral superlattices for nanometric electromagnetic-optic applications / J. Liang, H. Chik, A. Yin, J. M. Xu // Journal of Applied Physics. - 2002. - V.91. - P.2544.

120. Сайт компании «Helix Material Solutions» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.helixmaterial.com.

121. Lavin, J.G. Scrolls and nested tubes in multiwall carbon nanotubes / J.G. Lavin, S. Subramoney, R.S. Rou, S. Berber, D. Tomanek // Carbon. - 2002. - V.40. - P. 1123— 1130.

122. Nihira, T. Temperature dependence of lattice vibrations and analysis of the specific heat of graphite / T. Nihira, T. Iwata. // Physical Review. - 2003. - V.68. - P. 134305.

123. Xie, H. Thermal and electrical transport properties of a self-organized carbon nanotube pellet / H. Xie, J Mater // Sci. - 2007. - V.42. - P.3695-3698.

124. Dresselhaus, M. S. Carbon filaments and nanotubes: common origins, differing Applications? / M.S. Dresselhaus, Y.-M. Lin, S.B. Cronin, O. Rabin, M.R. Black, G. Dresselhaus, T. Koga// Semicond. Semimetals. - 2001. - V.71. - P. 1-11.

125. Gu, M.X. Change in thermal conductivity of cylindrical silicon nanowires induced by surface bonding modification / M.X. Gu, T.C. Yeung, C.M. Tan, V. Nosik // Journal of Applied Physics. - 2006. - V.100. - 2006. - P.094304.

126. Mahan, G.D. Oscillations of a thin hollow cylinder: Carbon nanotubes / G.D. Mahan // Physical Review . - 2002. - V.65. - P.235402.

127. Osman, M.A. Temperature Dependence of the Thermal Conductivity of SingleWall Carbon Nanotubes / M.A. Osman, D. Srivastava // Nanotechnology. - 2001. -V.12. - P.21-24.

128. Fischer, J.E. Magnetically aligned single wall carbon nanotube films: Preferred orientation and anisotropic transport properties / J.E. Fischer, W. Zhou, J. Vavro, M.C. Liaguno, C. Guthey, R. Haggenmuller, M.J. Cassavant, D.E. Walters, R.E. Smalley // Journal of Applied Physics. - 2003. - V.93. - P.2157-2163.

129. Zhong, H. Interfacial thermal resistance between carbon nanotubes: Molecular dynamics simulations and analytical thermal modeling / H. Zhong, J.R. Lukes. // Physical Review . - 2006. - V.74. - P. 125403.

130. Shenogin, S. Cahill Role of thermal boundary resistance on the heat flow in carbon-nanotube composites / S. Shenogin, L. Xue, R. Oziski, P. Keblinski, D. G. //• Journal of Applied Physics. - 2004. - V.95. - P.8136-8144.

131. Huxtable, S.T. Aligned Carbon Nanotube Composite Films for Thermal Management / S.T. Huxtable, D.G. Cahill, S. Shenogin, L. Xue, R. Ozisiki, P. Barone, M. Usrey, M.S. Strano, G. Siddons, M. Shim. // Nat. Mater. - 2003. - V.2. - P.731-734.

132. Pollack, G.L. Microwave and magnetic field effects in superconducting granular. / G.L. Pollack // Rev. Mod. Phys. - V.41. - 1969. - P.48-81.

133. Meng, F.Y. Thermal conductivity of an ultrathin carbon nanotube with an X-shaped junction / F.Y. Meng, S. Ogata, D.S. Xu, Y. Shibutani, S.Q. Shi // Physical Review . - 2007. - V.75. - P.205403.

134. Prasher, R.S. The specific heat and effective thermal conductivity of composites containing single-wall and multi-wall carbon nanotubes / R. S. Prasher, X.J. Hu, Y.

Chalopin, N. Mingo, К. Lofgreen, S. Volz, F. Cleri, P. Keblinski // Physical Review Letters. -2009.-V. 102.-P. 105902.

135. Pradhan, N.R. Thermal conductivity of Nanowires, nanotubes and Polymer-nanotube Composites: PhD at Worcester Polytechnic Institut / Ninar R. Pradhan. Worcester, 2010- 174 p.

136. Iijima, S. Growth model for carbon nanotubes / S. Iijima, P.M. Ajayan, and T. Ichihashi // Nature London. - 1991. - V.354. - P.56-58.

137. Pat. 6894409 United States of America, МПК7 F28F13/18 F28F3/00 F28F13/00 F28F13/02 F28F1/10 F28F3/04 F28F013/12. Dynamoelectric device air flow baffle shaped to increase heat transfer / Bostwick P.K., Jones P.M.; заявитель и патентообладатель Emerson Electric Co. - заявл. 13.11.2001, опубл. 17.05.2005.

п

138. Пат. 2178132 Российская Федерация, МПК F28F1/42. Теплообменный элемент / Косогоров В.Н., Яшин В.В., Осташков В.И., Киткин Л.В., Косогоров' В.В.; заявитель и патентообладатель ОАО «Пензкомпрессормаш» - заявл. 26.04.1999, опубл. 10.01.2002.

139. Пат. 2053480 Российская Федерация, МПК7 F28F13/10. Способ повышения теплоотдачи и предотвращения высыхания пленки жидкости и устройство для модуляции колебаний потока жидкости / Велькин В.И., Щеклеин С.Е.; заявитель и патентообладатель Велькин В.П., Щеклеин С.Е. - заявл. 06.10.1993, опубл. 27.01.1996.

140. Pat. 6644388 United States of America, МПК7 C23C4/12 C23C30/00 C23C4/08 F28F13/18 F28F13/00 F23M5/00 B32B018/16 B22F007/04 C23C004/12. Micro-textured heat transfer surfaces / Kilmer R.J., Eye J.В., Baumann S.F., Danz M.P.; заявитель и патентообладатель Alcoa Inc. - заявл. 27.10.2000, опубл. 11.11.2003.

141. Пат. 2447386 Российская федерация, МПК7 F24H4/00, F28F13/02. Устройство повышения теплопередачи и способ изготовления устройства теплопередачи / Хасц У.Ч., Банкер Р.С.; заявитель и патентообладатель Дженерал Электрик Компани - заявл. 29.10.2007, опубл. 10.04.2012.

142. Пат. 2117080 Российская Федерация, МПК7 C25D15/00, C25D3/10. Электролит для нанесения композиционных покрытий на основе хрома /

Ягодкина JT.M., Десяткова Г.И., Савочкина И.Е., Анциферов В.Н.; заявитель и патентообладатель Республиканский инженерно-технический центр порошковой металлургии с научно-исследовательским институтом проблем порошковой технологии и покрытий и опытным производством, Пермский государственный университет. - заявл. 30.06.1997; опубл. 10.08.1998.

143. Пат. 2126463 Российская Федерация, МПК7 C25D15/00, C25D3/04. Электролит для нанесения композиционных хромовых покрытий / Ягодкина Л.М., Савочкина И.Е., Десяткова Г.И.; заявитель и патентообладатель Пермский государственный университет. - заявл. 16.06.1997; опубл. 16.06.1997.

144. Буркат, Г.К. Ультрадисперсные алмазы в гальванотехнике / Буркат Г.К., Долматов В.Ю. // Физика твёрдого тела. - 2004. - Т.46(4) - С.685-692.

145. Целуйкин, В.Н. Композиционные электрохимические покрытия: получение, структура, свойства / В.Н. Целуйкин // Физикохимия поверхности и защита материалов. - 2009. - Т. 45. - № 3. - С.287-301.

146. Неверная О.Г. Электрохимическое осаждение и свойства композиционных покрытий, модифицированных фуллереном Сбо '• автореф. дис. на соиск. уч. степ, канд. хим. наук : 02.00.05 / Неверная Ольга Геннадьевна. - Саратов, 2009. - 19 с.

147. Chen, Х.Н. Electrodeposited nickel composites containing carbon nanotubes V X.H. Chen, F.Q. Cheng, S.L. Li, L.P. Zhou, D.Y. Li / Surface and Coatings Technology. - 2002. - V. 155. - P.274-278.

148. Guo, C. The effects of electrodeposition current density on properties of Ni-CNTs composite coatings / C. Guo, Y. Zuo, X. Zhao, J.Zhao, J. Xiong. // Surface & Coatings Technology. - 2008. - V. 202. - P.3246-3250.

149. Guo, C. Effects of surfactants on electrodeposition of nickel-carbon nanotubes composite coatings / C. Guo, Y. Zuo, X. Zhao, J. Zhao, J.Xiong. // Surface & Coatings Technology. - 2008. - V. 202. - P.3385-3390.

150. Jeon, Y.S. Electrodeposition and mechanical properties of Ni-carbon nanotube nanocomposite coatings / Y.S. Jeon, J.Y. Byun, T.S. Oh. // Journal of Physics and' Chemistry of Solids. - 2008. - V. 69. - P.1391-1394.

151. Arai S. Excellent solid lubrication of electrodeposited nickel-multiwalled carbon nanotube composite films / S. Arai, A. Fujimori, M. Murai, M. Endo. // Materials Letters. - 2008. - V. 62. - P.3545-3548.

152. Chen X.H. Corrosion behavior of carbon nanotubes-Ni composite coating / X.H. Chen, C.S. Chen, H.N. Xiao, F.Q. Cheng, G. Zhang, G.J. Yi. // Surface & Coatings Technology.-2005. -V. 191. - P.351-356.

153. Dai, P.-Q. Mechanical properties and microstructure of nanocrystalline nickelcarbon nanotube composites produced by electrodeposition / P.-Q. Dai, W.-C. Xu, Q.-Ya Huang // Materials Science and Engineering - 2008. - P. 172-174.

154. Shi, L. Electrodeposition and characterization of Ni-Co-carbon nanotubes composite coatings / L. Shi, C.F. Sun, P. Gao, F. Zhou, W.M. Liu. // Surface & Coatings Technology. - 2006. - V. 200. - P.4870-4875.

155. Choi, E.K. Fabrication of multiwalled carbon nanotubes-reinforced Sn nanocomposites for lead-free solder by an electrodeposition process / E.K. Choi, K.Y. Lee, T.S. Oh. // Journal of Physics and Chemistry of Solids. - 2008. - V.69. - P. 14031406.

156. Пат. 2107115 Российская Федерация, МПК7 C25D15/00. Электролит для нанесения хромалмазных покрытий / Никитин Е.В., Корытников А.В., Бреусов О.Н., Зайцева Т.Н., Слюсарев С.Я., Грищук Н.Б.; заявитель и патентообладатель Никитин Е.В., Корытников А.В., Бреусов О.Н., Зайцева Т.Н., Слюсарев С.Я., Грищук Н.Б. - заявл. 23.06.1995; опубл. 20.03.1998.

157. Пат. 2059022 Российская Федерация, МПК7 C25D15/00. Способ электрохимического нанесения хромалмазных покрытий / Долгополов В.П., Зайцева Т.Н., Корытников А.В., Никитин Е.В., Слюсарев С.Я., Скрябин Ю.А.,' заявитель и патентообладатель Долгополов В.И., Зайцева Т.Н., Корытников А.В., Никитин Е.В., Слюсарев С.Я., Скрябин Ю.А. - заявл. 14.08.1992; опубл. 27.04.1996.

158. Пат. 2031982 Российская Федерация, МПК7 C25D15/00, C25D3/06. Способ получения композиционных покрытий на основе хрома / Макарченко JIB.; заявитель и патентообладатель Товарищество с ограниченной ответственностью -

Научно-внедренческая коммерческая фирма «НВК». - заявл. 12.10.1992; опубл.' 27.03.1995.

159. Пат. 2075557 Российская Федерация, МПК7 C25D15/00, C25D5/20. Способ нанесения гальванических покрытий / Осипов Ю.Н., Громыко И.А., Доценко С. И., Костров В.Ф. заявитель и патентообладатель Фирма «Инсот». - заявл. 20.05.1992; опубл. 20.03.1997.

160. Zhang, S.I. Use of silane films modified with Y203 nanoparticles for improved corrosion resistance of AA 6061 / S.L. Zhang, M.M. Zhang, Y. Yao, F. Sun // Transactions of the IMF. - 2011. - V.89(6). - P.320-324.

162. Labouche, D. Contribution of nanomaterials to high corrosion protection / D. Labouche, B. Parrott // Transactions of the IMF. - 2011. - V. 88(1). - P.8-10.

163. Пат. 2165484 Российская Федерация, МПК7 C25D11/02, C25D15/00, F16C33/12. Тонкослойное керамическое покрытие, способ его получения, поверхность трения на основе тонкослойного керамического покрытия и способ её получения / Залыгин Ю.Р.; заявитель и патентообладатель Залыгин Ю.Р. -заявл. 17.01.2000; опубл. 20.04.2001.

164. Guo, С. The effects of pulse-reverse parameters on the properties of Ni-carbon nanotubes composite coatings / C. Guo, Y. Zuo, X. Zhao, J. Zhao, J. Xiong. // Surface & Coatings Technology. - 2007. - V. 201. -P.9491-9496.

165. Mason, R.B. Type II Anodizing Operations: Test Results Hold Promise for' Alternatives to Dichromate Sealer / R.B. Mason, S. Clark, M. Klingenberg, M. Miller, E. Berman, N. Voevodin//Metal Finishing - 2012. - V.l 10(3) - P.l 1-18.

166. Hielscher, K. Gleichmäßig und fein mit Ultraschall / Hielscher K. // JOT Journal für Oberflächentechnik - 2012. - V.50(7). - P.30-33.

167. Пат. 2318083 Российская Федерация, МПК7 C25D15/00. Способ получения композиционных электрохимических покрытий на основе хрома / Галевский Г.В., Руднева В.В., Полях O.A.; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский Государственный Индустриальный Университет - заявл. 17.08.2006; опубл. 27.02.2008.

168. Пат. 2121016 Российская Федерация, МПК7 C25D15/00. Способ нанесения компо-зиционного электролитического покрытия / Ким В.Е., Мисоночников А.Л, Румянцев Б.В.; заявитель и патентообладатель Румянцев Б.В. - заявл. 23.07.1993; опубл. 27.10.1998.

169. Weidmann, S.K. Modifizierung von Anodisierschichten auf Aluminiumwerkstoffen durch chemische Nanotechnologie / S.K. Weidmann, W. Fürbeth, O. Yezerska, U. Sydow, M. Schneider // Galvanotechnik - 2010. - V. 101(8). -P. 1728-1744

170. Пат. 2169800 Российская Федерация, МПК7 C25D11/06, C25D15/00. Способ получения композиционного покрытия на алюминии и его сплавах / Лунг Б., Буркат Г.К., Долматов В.Ю.; заявитель и патентообладатель Лунг Б., Буркат Г.К., Долматов В.Ю. - заявл. 21.02.2000; опубл. 27.06.2001.

171. Пат. 2221905 Российская Федерация, МПК7 C25D15/00. Способ получения композиционного покрытия на основе хрома / Смирнов П.Н., Голубчик Э.М., Снегирев В.Ю.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Научно-технический центр ИМП-МЕТ». - заявл. 13.05.2002; опубл. 20.01.2004.

172. Пат. 2477341 Российская Федерация, МПК C25D 15/00 В82В 1/00. Способ приготовления электролита для получения композиционных покрытий на основе металлов / Ткачёв А.Г., Литовка Ю.В., Пасько A.A., Дьяков И.А., Кузнецова O.A., Ткачёв М.А.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Наногальваника» (ООО «Наногальваника») - № 2011109524/02; заявл. 14.03.2011; опубл. 10.03.2013.

173. ГОСТ 4784 - 97 Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки. М.: Стандартинформ, 2006. - 19 с.

174. Литовка Ю.В. Интенсификация теплоотдачи при нанесении наномодифицированных гальванических покрытий на теплоотдающие поверхности [Текст] /Ю.В.Литовка, А.Г.Ткачёв, О.А.Кузнецова, И.А.Дьяков, Е.Н.Туголуков, А.А.Гравин, Р.Ю.Мухин. - Тез. докл. 9 Междунар. конф. "Покрытия и обработка поверхности", М., 2012, с.73-74.

175. Литовка, Ю.В. Технологии получения наномодифицированных гальванических покрытий / Литовка, Ю.В., Дьяков И.А., Кузнецова O.A., ТкачёЬ А.Г., Попов Д.Ю., Столяров P.A. //Нанотехнологии -2011. -№11. - С. 25 -28.

176. Дьяков, И.А. Оптические методы измерения концентрации углеродного наноматериала «Таунит» в растворах электролитов / И. А. Дьяков, О. А. Кузнецова, А. Г. Ткачев, Литовка Ю.В. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. Том 79. №2 - 2013. - С.35 - 38.

177. Гравин, A.A. Интенсификация теплообмена за счёт изменения шероховатости поверхностей наномодифицированными электрохимическими покрытиями / A.A. Гравин, Р.Ю. Мухин, Ю.В. Литовка, И.А. Дьяков // Нанотехника - 2012 - №4(32). - С.21 - 25.

178. Гравин, A.A. Интенсификация теплоотдачи на алюминиевых поверхностях путем оксидирования их наномодифицированными электролитами / A.A. Гравин, Ю.В. Литовка, E.H. Туголуков, А.Г. Ткачёв, И.А. Дьяков, А.Н. Пахомов //Вестник ТГТУ. Том 18. №4 - 2012. - С.928 - 935.

179. Лыков, A.B. Теория теплопроводности / Лыков A.B. - М. : Высшая школа. -1967.-600 с.

180. Литовка, Ю.В. Алгоритм векторной аппроксимации экспериментальных данных / Ю.В. Литовка // Тез. докл. IV Междунар. Научной конф. "Методы кибернетики химико-технологических процессов", М.: РХТУ. - 1994. С. 159-160.

181. Сайт приборостроительного предприятия «Системы контроля» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.termodat.ru/

182. Хенли, В.Ф. Анодное оксидирование алюминия и его сплавов /В.Ф. Хенли, пер. с анг. -М.: Металлургия - 1986- 152 с.

183. Гальванические покрытия в машиностроении. Справочник / под ред. М.А. Шлугера. -М.: Машиностроение - 1985 - Т.2. - 248 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А об использовании результатов работы на предприятиях

УТВЕРЖДАЮ

зам. генерального директора ООО «Наногальваника», к.т.н.

Дьяков И.А.

МП

о внедрении результатов диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Гравина Артёма Андреевича

Результаты диссертационной работы «Модернизация технологии нанесения электрохимических оксидных покрытий на алюминиевые поверхности для интенсификации теплоотдачи» Гравина Артёма Андреевича представляют практический интерес и используются в ООО «Наногальваника» при проведении электрохимических процессов оксидирования поверхностей алюминия и его сплавов для получения покрытий с улучшенными качественными показателями.

Главный инженер

Симагин Д.Н.

УТВЕРЖДАЮ

директор

,ентр», д.т.н. Ткачев А.Г.

АКТ

о внедрении результатов диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Гравина Артёма Андреевича

Результаты диссертационной работы «Модернизация технологии нанесения электрохимических оксидных покрытий на алюминиевые поверхности для интенсификации теплоотдачи» Гравина Артёма Андреевича представляют, практический интерес и используются в ООО «НаноТехЦентр».

Главный инженер

Меметов Н.Р.