Який тип зв'язку у графіті

Графіт являє собою алотропну форму вуглецю. Він має гексагональну кристалічну решітку (рис. 1). приблизно шість разів слабше. Внаслідок такої структури графіт має анізотропію фізичних і електричних властивостей. Наведені в табл.

1. Структура монокристалу графіту.

Електропровідність графіту в напрямку базисної площини близька за своєю природою до електропровідності металів: питомий опір у цьому напрямку невеликий, температурний коефіцієнт питомого опору позитивний.

Таблиця 1. Властивості графіту та піролітичного вуглецю

Щільність d, Мг × м -3

Температурний коефіцієнт лінійного розширення α × 10 6 К -1

Питомий опір р, мкОм × м

Температурний коефіцієнт питомого опору αρ × 10 4 К -1

Примітка. У таблиці наведено властивості плівок піролітичного вуглецю завтовшки більше 100 нм, отриманих при температурі не нижче 900 °С.

Твердість графіту у напрямі, паралельному шарам, близько 1 (за мінералогічною шкалою), у напрямку, перпендикулярному шарам, - 5 і більше.Температура плавлення графіту 3850±50 °З, проте його інтенсивне випаровування починається у вакуумі при 2200 °З.

Внаслідок слабкого зв'язку між шарами окремі шари легко ковзають відносно один одного, тому його застосовують як сухе змащення між деталями, що труться.

У технічних (полікристалічних) графітових матеріалах розміри кристалів змінюються дуже широких межах. Графіти, що мають кристали розміром більше 1 мкм, називають явно кристалічними. Кристали можуть щільно прилягати один до одного (плотіокристалічні графіти) або мати форму лусочок, що слабко пов'язані один з одним (лускаті графіти). Графіти з кристалами 1. 0,1 мкм ще називають скритокристаліческімі. Така різноманітність структури, а також наявність різних домішок викликають значний розкид властивостей у графітових матеріалів та виробів із них.

Піролітичний вуглець отримують при термічному розкладанні парів вуглеводнів у вакуумі та середовищі інертного газу. За своїми властивостями та структурою піролітичний вуглець наближається до графіту. Його кристалічна структура відрізняється від структури графіту дещо меншою відстанню між атомами вуглецю в базовій площині (0,13 нм замість 0,142 нм) і відсутністю суворої періодичності розташування атомних шарів. Відстань між паралельно розташованими шарами дещо більша, ніж у монокристалів графіту, і досягають значення 0,37 нм. Піролітичний вуглець складається з окремих полікристалічних конгломератів, що утворюються на поверхні керамічної основи. Розміри кристалів, їх структура та ступінь упорядкованості плівки залежать від технології отримання.

Сажа — продукт неповного згоряння або термічного розкладання вуглецевих речовин за відсутності повітряного середовища. Реакція отримання сажі аналогічна реакції отримання піролітичного вуглецю, але осадження відбувається за більш низької температури, що зумовлює більш дрібнозернисту структуру (сажу називають колоїдним вуглецем). Відмінність у властивостях сажі від графіту пояснюється як розмірами частинок, а й тим, що у сажі графітова структура ще цілком сформована. Великий вплив на властивості сажі мають домішки.

Частинки сажі мають приблизно сферичну форму і складаються з безладно розташованих «пакетів» плоских атомних шарів, подібних до базових шарів у структурі кристала графіту. Однак розташування шарів у «пакеті» (кристаліті) не має, як у графіті, регулярного характеру, тому структура сажі не може бути віднесена ні до аморфної, ні до кристалічної, її називають мезаморфною або турбострактною. Кристали у частинці сажі пов'язані сильними валентними зв'язками.

Особливістю деяких видів сажі є їх здатність до структуроутворення - формування більш менш довгих ланцюжків з окремих частинок, пов'язаних між собою за допомогою незаповнених валентних зв'язків. Здатність до структуроутворення, як правило, зростає зі збільшенням ступеня дисперсності сажі та зі зменшенням кількості летких домішок. Ця (вторинна) структура сажі порівняно легко руйнується механічною дією, але частково відновлюється після її зняття.

Довідник з електротехнічних матеріалів / За ред. Ю. Ст. Корицького, Ст. Ст. Пасинкова, Б. М. Тарєєва.-Т. 3.- 3-тє вид., перераб.- Л.: Вища школа. Ленінгр. отд-ня, 1988. - 728 с.