АСМ позволил нам дополнительно наблюдать слоистое строение углеродного волокна поперек его оси - рис. 4.

Рис 4. АСМ изображение поверхности спада макропоры углеродного волокна АКТИЛЕН-Б. Фазовое представление.

Микропоры с поперечными размерами, измеренными по их внешнему периметру равными ~10 нм, формируются, согласно полученным АСМ данным, в местах стыковки составляющих волокно блоков, имеющих поперечные размеры ~50 нм - рис 5. Очевидно, эти блоки соответствуют, упомянутым выше в описании классификации пор, элементам структуры волокна.

Рис. 5. АСМ изображение углеродного волокна АКТИЛЕН-Б. Фазовое представление.

В общем, формирование микропор отвечает известному междублочному способу формирования пор в твердых телах, описанному в [18]. Большинство микропор близки по форме к круглым, но встречаются и поры в виде щели. АСМ данные позволяют подробно рассмотреть внутреннее строение микропор. В частности, видно, что микропоры сужаются книзу - рис.6. Размеры донной части поры могут быть на порядок меньше диаметра поры, измеренному по внешнему периметру.

Из рис. 6 видно, что поверхность микроблоков, в свою очередь состоит из более мелких частиц, между которыми проявляются субмикропоры.. Субмикропоры размерами ~ 1 нм расположены между субблоками примерно таких же размеров - рис. 6.

Рис. 6. АСМ изображение поверхности углеродного волокна АКТИЛЕН-Б.

Детальное рассмотрение микропор указывает, что вся их поверхность покрыта субмикропорами. Поэтому можно заключить, что чем больше микропор на волокне, тем больше и субмикропор, выходящих на рабочую поверхность волокна. Очевидно, это надо учитывать при её количественной оценке и оценке полезных свойств.

Полученные АСМ данные показывают, что углеродное волокно АКТИЛЕН-Б имеет не менее, чем двухуровневое блочное строение. Система пор размерами 1 -10 нм формируется на поверхности волокна между блоками различных размерных уровней. Макропоры формируются в местах изломов либо стыковки микрофибрилл. Элементы структуры волокна во многих случаях выстроены в цепочки, ориентированные вдоль оси волокна.

Окисленное волокно АКТИЛЕН-Б

Поверхность окисленного волокна АКТИЛЕН-Б тоже, как и исходное волокно, составлена из микроблоков рис. 7а.

Рис. 7. АСМ изображения окисленного волокна АКТИЛЕН-Б при различных увеличениях. Амплитудное (вверху) и фазовое изображение (внизу).

а

б

Отличается окисленная поверхность от не окисленной тем, что упорядочение микроблоков на ней в одну линию по направлению вдоль оси волокна проявляется только местами. Блоки более разнородны по размерам и многие из них представляются как бы разбухшими по отношению к микроблокам в неокисленном волокне. Все это может быть вызвано набуханием и разворотом микроблоков исходного волокна, происходящими при окислении. На АСМ и ЭСМ изображениях окисленного волокна, также как и на изображениях исходного волокна видны макропоры рис. 7б и рис. 8. По нашим данным, в окисленном волокне многие из пор по размерам больше, чем в не окисленном (как на рис.1а и рис. 7б), что указывает на набухание пор при окислении.

Рис. 8. ЭСМ изображение углеродного окисленного волокна АКТИЛЕН-Б.

На АСМ изображениях окисленного волокна, так же как и для неокисленного, просматриваются микропоры и субмикропоры

Рис. 9. АСМ изображение поверхности окисленного волокна АКТИЛЕН-Б. Амплитудное представление.

АКТИЛЕН-Б, покрытый гидроксидом титана при электрохимической модификации

На полученных нами ЭСМ изображениях покрытие проявляется в виде отдельных частиц и в виде корки - рис. 10.