Электропроводность - графит
Cтраница 3
Обычно применяют графит с содержанием от 80 до 90 % углерода. Большое содержание последнего не является обязательным условием для получения хорошей деполяризационной массы. Известное значение имеет электропроводность применяемого графита. [31]
Каждый атом углерода в кристаллической решетке графита sp - гибридизован и образует три прочные ковалентные связи с атомами углерода, расположенными в том же слое. В образовании этих связей участвуют три электрона атома углерода, а четвертый валентный электрон является относительно свободным. Наличие свободных электронов обусловливает электропроводность графита. [32]
 |
Структура монокристалла графита.| Свойства графита и пиролитического углерода. [33] |
В каждом слое атомы связаны между собой сильной гомеополярной связью; в направлении, перпендикулярном базисным плоскостям, связь примерно в шесть раз слабее. Такая структура обусловливает анизотропию физических и электрических свойств кристаллов графита. Некоторые свойства графита приведены в табл. 12.63. Электропроводность графита в направлении базисной плоскости близка по своей природе к электропроводности металлов: удельное сопротивление в этом направлении невелико, температурный коэффициент удельного сопротивления положителен. В направлении, перпендикулярном базисной плоскости, удельное сопротивление значительно выше, а температурный коэффициент удельного сопротивления отрицательный. [34]
Многоядерным конденсированным ароматическим углеводородом гигантских размеров можно считать графит или, точнее, только один плоский слой кристалла графита; различные слои связаны друг с другом исключительно вандерваальсовыми силами. В кристалле графита электропроводность изменяется с изменением направления, причем в направлении плоских атомных слоев она в 10 тыс. раз больше, чем в направлении, перпендикулярном слоям. Электропроводность многоядерных ароматических углеводородов немного меньше, чем электропроводность графита, однако можно было доказать, что она возрастает с увеличением числа тт-электронов в молекуле. [35]
Многоядериым конденсированным ароматическим углеводородом гигантских размеров можно считать графит или, точнее, только один плоский слой кристалла графита; различные слои связаны друг с другом исключительно вандерваальсовыми силами. В кристалле графита электропроводность изменяется с изменением направления, причем в направлении плоских атомных слоев она в 10 тыс. раз больше, чем в направлении, перпендикулярном слоям. Электропроводность многоядерных ароматических углеводородов немного меньше, чем электропроводность графита, однако можно было доказать, что она возрастает с увеличением числа тг-электронов в молекуле. [36]
Атомные ор-битали, представляющие эту четвертую валентность, объединяются в общую молекулярную орбиталь, охватывающую все атомы углерода. Другими словами, все эти четвертые электроны атомов углерода бегают по всем вершинам шестиугольников. Такая свобода перемещения обобществленных электронов приводит к появлению электропроводности графита вдоль плоскостей. Отметим, что между собой графитовые плоскости связаны слабыми молекулярными силами, что приводит к легкости скольжения плоскостей друг относительно друга. [37]
Это вызывает уплотнение кристаллов графита в графитированном изделии и, возможно, объясняет тот факт, что с повышением температуры механическая прочность графита возрастает. С ростом температуры ослабляется химическая связь между С-атомами в смежных графитовых сетках. Это приводит к высвобождению валентных электронов и возрастанию электропроводности графита вдоль графитовых сеток. По характеру своей проводимости графит близок к полупроводникам. [38]
Нагрев может осуществляться как прямым пропусканием тока через проводящий реакционный объем ( прямой нагрев), так и с помощью установленного в контейнере специального нагревателя ( косвенный нагрев) Очевидно, что эффективность прямого способа нагрева ниже, чем косвенного. С увеличением объема камеры величина dT / dW снижается. T ( W), обусловлено уменьшением ( с ростом Т) электропроводности графита - материала нагревателя и основного компонента содержимого реакционного объема. [40]
Если графит, предварительно обезгаженный, нагревать в токе фтора при температуре 400 - 450 С, то фтор спокойно поглощается с образованием серого твердого вещества, имеющего приблизительный состав CF. Увеличение расстояния между слоями до 8 1 ТА показывает, что фтор содержится между слоями углерода. В этом случае так же, как и раньше, исчезает характерный блеск и электропроводность графита; удельное сопротивление монофторида примерно в 10й раз больше, чем у графита. [41]
На наш взгляд, именно с этой точки зрения надо рассматривать вопрос о влиянии примесей на проводимость графитов, полученных способом ТМО. Однако атомы тугоплавких металлов и кремния в соответствии с положением, занимаемым в периодической системе Менделеева, не могут замещать атомы углерода в кристаллической решетке графита. Рост кристаллитов в процессе ТМО и отсутствие в них примесных дефектов обусловливают высокие значения тепло - и электропроводности графитов, содержащих в исходной шихте тугоплавкие металлы и кремний. [42]
Что касается зонной структуры графита, то электроположительная добавка, включенная между углеродными гексагональными сетками, будет снабжать электронами пустую я-зону, а электроотрицательная получать их из заполненной я-зоны. Вследствие этого в твердом соединении увеличивается либо число электронов проводимости, либо число положительных дырок. Если есть основание предполагать, что вместо процесса переноса электронов происходит образование основных ковалентных связей добавок с определенными атомами углерода, как в случае твердого фтористого углерода, ароматический характер структуры нарушается и электропроводность графита падает. [43]
Для того чтобы представить себе принцип, лежащий в основе образования фторидов межслойного внедрения в структуру графита атомов F, мы должны вспомнить электронное строение кристаллов ( см. том I, стр. Каждый атом углерода в графите, как мы знаем, затрачивает по три своих электрона на образование парноэлектронных связей с тремя соседними атомами, четвертый электрон остается одиночным и полусвободным, осуществляя металлическую электропроводность. При вхождении атомов F в межслойные щелевидные пространства графита одиночные электроны F дают пары с одиночными электронами атомов С, и получаются парноэлектронные связи С-F. По мере вхождения атомов F электропроводность графита постепенно падает, и белые кристаллы состава, близкого к стехиометрическому с формулой [ CF ], оказываются изоляторами. [44]
Интересные данные были получены при исследовании воздействия ядерных излучений на свойства вещества. Изменяются основные вещества реактора - уран и графит. Уран изменяет свою форму и размеры, изменяется также микроструктура его. Под действием излучений в несколько раз уменьшаются теплопроводность и электропроводность графита, увеличивается его объем. [45]
Страницы: 1 2 3 4