Особенности электрохимически окисленного графита и материалов на его основе

• Автор: Афанасов, Иван Михайлович
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 136 с. : ил.

Слой А сдвинут относительно слоя В в горизонтальном направлении на расстояние, равное длине связи между атомами углерода в слое, таким образом, что атомы слоя А находятся над центрами правильных шестиугольников слоя В и под ними. Гексагональная структура графита относится к пространственной группе Стсс, параметры элементарной ячейки а 2, А и с 6, А 4. Параметры кристаллической решетки вдоль оси а одинаковы для ромбоэдрической и гексагональной модификаций графита, но для ромбоэдрической модификации характерно чередование слоев . ЛВСЛВС. Слой С находится в таком же отношении к слою В, как слой В к слою А. Содержание ромбоэдрической фазы в природном графите составляет 4 и увеличивается в несколько раз при механическом воздействии. При нагревании графита до сС происходит полный переход ромбоэдрической структуры в более стабильную гексагональную модификацию 1. Такому же переходу способствует обработка графита концентрированными горячими кислотами. Существует несколько видов графитов с почти идеальной кристаллической структурой природный графит, месторождения которого встречаются в Канаде, Мексике, Китае, ШриЛанке, Узбекистане, Индии, Украине и России спслевый или кишграфит выделения графита, кристаллизующиеся в процессе выплавки чугуна искусственные графиты и пиролитический графит 5. Искусственные графиты получают связыванием частиц наполнителя коксы, антрацит каменноугольным или нефтяным пеком в монолит в результате его карбонизации в процессе обжига и последующей графитации 6. Для получения графитов повышенной плотности 1,2,0 гсм3 операции пропиткиобжига повторяют несколько раз. В фундаментальных исследованиях наиболее часто используют пиролитический графит, который получают разложением углеродсодержащих газов, в частности углеводородов, на графитовом субстрате при температуре свыше С. Последующая рекристаллизация горячее прессование при одноосном давлении кгсм2 при С и отжиг при С позволяют получить высокоориентированный пиролитический графит НОРС, угол разориентации кристаллитов графита в котором составляет менее 1, а их размер 1 мкм как вдоль оси а, так и вдоль оси с 1,5. Структура природных и искусственных графитов всегда отличается от описанной выше идеальной наличием дефектов упаковки слоев, а также дефектов в связях решетки графита краевые, дырочные, клещевидные и т. Большое количество дефектов упаковки слоев приводит к полному разупорядочениго слоев относительно тригональной оси, хотя параллельность слоев сохраняется турбостратная структура. Краевые дефекты возникают, в основном, на границах кристаллитов и обусловлены невозможностью образования СС связи. Дырочные и клещевидные дефекты представляют собой пустоты и разрывы в углеродной сетке и возникают изза нарушения связей в слое. Отметим, что дефекты в структуре графита возникают и при внедрении гстсроатомов как в его решетку, так и в межплоскосное пространство. Слоистая структура обуславливает высокую анизотропию свойств монокристаллического графита. Тепло и электропроводность монокристалла графита в базисной плоскости в ЮМ О4 раз превосходит тепло и электропроводность вдоль тригональной оси с 8,9. Благодаря низкому электросопротивлению вдоль оси а р 0, Омм, графит иногда называют полуметаллом. Коэффициент анизотропии тепло и электропроводности природных графитов может достигать ,. Анизотропия свойств искусственных графитов определяется используемым сырьем, способом формования, а также температурой обработки. Так из рядовых коксов струйчатой структуры изостатическим прессованием можно получить изотропные графиты, а коэффициент анизотропии графитированных заготовок на основе игольчатых коксов, полученных прессованием в прессформу или продавливанием через мундштук, достигает . В табл. X и р при 0 К, иллюстрирующие зависимость этих параметров от технологии изготовления графитов. Таблица 1. Теплопроводность и электросопротивление графитов при 0 К 9,. Несмотря на относительную химическую инертность, графит вступает в реакцию со многими веществами с образованием соединений. ИСГ. Образование КСГ сопровождается деформацией плоских графеновых слоев вследствие перехода атомов углерода из эр2 в зр3 гибридное состояние.