ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электрические свойства из "Искусственный графит" Электросопротивление углеродных материалов - легко измеряемое свойство, позволяющее судить о степени совершенства его кристаллической структуры и ее изменениях вследствие различного рода превращений. Простота метода измерения обусловила его широкое распространение при исследованиях как монолитных образцов, так и порошков. [c.88] Электропроводность монокристалла графита обладает высокой анизотропией. В плоскости слоев она носит металлический характер в перпендикулярном к базисным плоскостям направлении электропроводность в сотни раз ниже. Электросопротивление параллельно и перпендикулярно слою соответственно равно 0,385 и 52,0 мкОм м. У поликри-сталлических марок графита, применяемых в промышленности, величина удельного электросопротивления в параллельном плоскости базиса направлении в несколько десятков раз выше. [c.88] Отдельные слои в монокристаллах графита принято представлять как двумерный металл с эффективной массой носителя тока, равной массе свободного эЛектрона. В перпендикулярном к слоям направлении - графит полупроводник. Поэтому ток в графите переносится как электронами, так и положительными дырками, а его проводимость определяется концентрацией носителей тока и их средним свободным пробегом. В самом общем виде электросопротивление можно рассчитывать по формуле р= АрП, где Ар — фактор, учитывающий влияние пористости, текстуры и температуры измерения / — средняя длина свободного пробега электронов. [c.88] Эта формула дает возможность по положению минимума на кривой температурной зависимости электросопротивления оценивать диаметр кристаллитов. Выполненное Лутковым А.И. сопоставление рассчитанных по формуле и определенных рентгеновским дифракционным методом по ширине дифракционных линий (110) диаметров кристаллитов показало их удовлетворительное согласие. [c.89] Примечание. Полуфабрикат материала плотностью 1,65-1,70 г/см . [c.89] Абсолютная величина электросопротивления определяется многими факторами. Электросопротивление сильно зависит от пористости. По этой причине величина электросопротивления монолитных образцов значительно меньше, чем порошкообразных. Диспергирование кусков кокса перед термообработкой, снимая, по мнению С. Мрозовского, способствующие графитации внутренние напряжения, приводит к возникновению менее совершенной структуры графитированного материала. В то же время диспергирование графитированных монолитных образцов позволяет получить меньшую величину электросопротивления на порошке с той же величиной зерна. [c.90] Влияние различных сырьевых материалов на электросопротивление изучено многими авторами. Было установлено, что форма кривой температурной зависимости электросопротивления сохраняется, изменяется абсолютная величина электросопротивления. [c.91] Сопоставление анизотропии р по рентгеновским измерениям и измерениям электросопротивления проведено на образцах различных марок конструкционного графита и в том числе — пирографита [9, с. 96—101]. [c.92] Таким образом, можно полагать, что для большинства конструкционных графитов уравнение (38) является приемлемым. В то же время для природного графита и тем более для пиролитических графитов уравнение (38) не работает . Экспериментально полученные значения анизотропии существенно выше, что указывает на недостаточность сделанных допущений. [c.94] Показатель степени п, вероятно, связан с характером распределения микропор, трещин и других дефектов. В самом деле, график на рис. 40 построен по данным, полученным на материалах без уплотняющих про-, питок. При их применении снижается объем субмикропор, регистрируемых методом рентгеновского малоуглового рассеяния. Анизотропия материала также снижается [35]. В то же время рентгеновский показатель текстуры остается без изменения. Отсюда можно предположить, что кривая на рис 40 окажется более пологой, т.е. п уменьшится. [c.94] При равной концентрации электронов и дырок Ар р= Н g. [c.95] В зависимости от температуры обработки коэффициент Холла изменяется сложным образом в обожженных углеродных материалах он отрицателен, что свидетельствует о низкой подвижности положительно заряженных носителей - дырок и сильно зависит от вида исследуемого материала. На предкристаллизационной стадии (1400—2000 °С) коэффициент Холла графитирующихся материалов быстро растет, меняет знак с отрицательного на положительный и достигает максимума при 2000 °С. На стадии графитации (выше 2000 °С) коэффициент Холла резко снижается и выше температуры 2500 °С снова становится отрицательным в графитированных материалах подвижность электронов выше, чем дырок (рис. 41). Положение максимума, его высота, точки перехода из отрицательной области в положительную и обратно определяются свойствами конкретных материалов. Так, для неграфитирующихся материалов (например, на основе фенолформальдегидной смолы ФФС) коэффициент Холла, так же как и у графитирующихся, растет с температурой обработки, однако максимум при этом отсутствует. Знак коэффициента остается положительным вплоть до 2900 °С. [c.95] Воздействуя на кристаллографическую структуру такого неграфитирующегося материала давлением в процессе карбонизации, Котосо-нов A. . с сотр. графитировали этот материал. Характер изменения коэффициента Холла этих образцов от температуры обработки приблизился к таковому для графитирующихся образцов. [c.95] Для нефтяного кокса. Дня газовой и пламенной сажу. [c.96] Изучение магнитной восприимчивости дает дополнительную информацию о процессах, происходящих в углеродных материалах при различного рода физико-химических воздействиях облучении, диспергировании, а также при графитации. Монокристалл графита диамагнитен и обладает очень высокой анизотропией физических свойств. Магнитная восприимчивость графита зависит от температуры сильно - в направлении, перпендикулярном к базисным плоскостям, и незначительно — параллельно им. При комнатной температуре она равна -22 10 в параллельном оси с направлении и —0,5 10 э.м.е./г — в перпендикулярном. Разность магнитных восприимчивостей, характеризующая анизотропию свойств графита, уменьшается с повышением температуры кристалла от-28-10- при-130 °С до-7,8 10- при 1000 °С. [c.96] Магнитная восприимчивость поликристаллического графита зависит от природы исходного углеродного материала и определяется диаметром кристаллитов. При термообработке она растет, достигая при 2100— 2200 насыщения . При этом ее величина соответствует восприимчивости природного графита. Этому соответствует одновременное увеличение диаметра кристаллитов от 8 до 13 нм. [c.96] Холла менялся с положительного на отрицательный, а электросопротивление падало. [c.97] Вернуться к основной статье