Поверхностная энергия поликристаллического графита

Экспериментальные данные о поверхностной энергии поликристаллического графита очень ограниченны.

В.И. Ниженко определил от.г кристаллического графита методом изучения границы раздела графитовой подложки с железоуглеродистой эвтектикой. Свободная поверхностная энергия графита при 1160 °С составила 2500 мДж/м2.

По той же методике для графита определили от.г = 2580 мДж/м2. Р.А. Сидоренко сделал попытку оценить поверхностную энергию торцовых плоскостей графита с помощью теоремы Вульфа, согласно которой для кристаллов равновесной формы отношение поверхностной энергии грани оi к ее расстоянию до центра кристалла li — величина постоянная, т. е. соответственно для базисной и торцовой плоскостей об/lб = от/lт. Отсюда от = об(lт/lб).

Для равновесных кристаллов графита lт/lб = 13.

Опираясь на значение об =147 мДж/м2 и считая, что выход торцовых и базисных плоскостей на поверхность поликристаллического графита равновероятен, Р.А. Сидоренко нашел, что от.г при 20 °C близка к 1029 мДж/м2. М. Гуменик и Т. Дж. Уэйлен нашли, что минимальное значение поверхностной энергии графита в атмосфере паров кобальта составляет 1590 мДж/м2.

В настоящей работе для определения от.г поликристаллического графита применяли несколько видоизмененную методику Гилмана.

В экспериментах использовали графиты АРВ, MT и МП Г-8 (пористость 20-22 %).

Результаты определения эффективной поверхностной энергии от.г для поликристаллических графитов на воздухе при 20 °С приведены ниже (каждое значение от.г представляет среднее из 200 опытов, априорная ошибка измерений + 15 %, разброс ±8 %):

Выше было показано, что от.г пирографита сильно зависит от условий получения и совершенства его структуры. Разумно предположить, что эти факторы существенно влияют и на значение от.г поликристаллического графита.

Полученные значения от.г для поликристаллических графитов после их отжига при 2300 °С приведены ниже:

Приведенные данные свидетельствуют о том, что в результате отжига наблюдается некоторое понижение эффективной поверхностной энергии графита, что свидетельствует о повышении степени графитации материала, снятии искажений решетки в изученных материалах.

При этом можно сделать вывод, что значение кажущейся свободной поверхностной энергии графита зависит от его марки и режимов термической обработки.