Трехмерная структура графита

Наиболее распространенным структурным типом графитированных материалов является гексагональная структура (рис. 7.3). Гексагональная решетка углеродных графитирующихся материалов относится к пространственной группе C6/mmC—D64h. Период повторяемости слоев графитирующихся углеродных материалов с гексагональной структурой равен удвоенному расстоянию между слоями. Трехмерная структура таких материалов может быть представлена в виде последовательного чередования слоев ABABAB... . Расстояние между слоями AB равно 0,3356 нм, а между атомами в монослое (как показано на рис. 7.3) — 0,1418 и 0,2461 нм соответственно. Основные параметры элементарной ячейки гексагональной структуры графита (основание которой — ромб) следующие (рис. 7.4):

Из приведенной схемы видно, что а` = а2 = 0,2461 нм, С = 0,6708 нм. Объем элементарной ячейки равен

Теоретическая плотность такого графита составляет 2,265 г/см3.



Ромбоэдрическая структура графита была предложена как одна из предполагаемых форм существования графитов, с помощью которой возможно объяснение дополнительных дифракционных линий, полученных при рентгеноструктурном анализе графитов различного происхождения. Отличие ромбоэдрической структуры графитов от гексагональной определяется повторяемостью слоев. Чередование слоев в ромбоэдрической структуре графитов можно представить как последовательное чередование слоев ABC, ABC, ABC.... Ромбоэдрическая модификация графитов представлена на рис. 7.5. Параметры этой кристаллографической модификации: a = 0,3635 нм, a = 39,49°.

По аналогии с гексагональной решеткой можно показать, что a' = aC' = 3/2С. Смещение базисной плоскости относительно каждого монослоя в ромбоэдрической структуре А = 0,1418 им. Пространственная группа структуры ромбоэдрического графита R3m—D3d5. Объем элементарной ячейки графитов, имеющих ромбоэдрическую структуру, определяется как

В естественных графитах до 14 % ромбоэдрической структуры. Однако высокотемпературная обработка (2500—2930 °С) графитов сопровождается переходом ромбоэдрической структуры в гексагональную. Это позволяет сделать вывод о нестабильности ромбоэдрической структуры графитов и рассматривать ее как один из видов дефектов упаковки.