Målinger af smeltepunktet for grafit og egenskaberne af flydende kulstof (en gennemgang for 1963-2003)

nov 8, 2021
admin

Den videnskabelige litteratur om smeltetemperaturen for grafit og dets egenskaber under smeltning gennemgås, begyndende med Bundys undersøgelse i 1963 og frem til 2003. Data opnået af Pirani i 1930, som er blevet citeret i nogle nyere publikationer, behandles også. De efterfølgende eksperimentelle data og teoretiske forudsigelser om kulstofs smeltepunkt opsummeres. Der gives en historik over kulstofundersøgelser, der begynder i 1963, og som omfatter både laser- og elektrisk opvarmning af grafit. Den største divergens i de eksperimentelle resultater ligger i værdien af den sande smeltetemperatur for grafit i området 4000 eller 5000 K.

Den første artikel beskriver først laseropvarmning. Pulslaseropvarmning af grafit viser normalt fraværet af et smeltetemperaturplateau ved opvarmning af en grafitprøve med lav densitet (der observeres kun et afbøjningspunkt på pyrometerets stigende signal). Kulstofdamp, som følge af sublimering af grafit, spiller normalt en hovedrolle i temperaturmålingerne nær smeltepunktet under langsom opvarmning.

Derpå diskuteres elektrisk volumenopvarmning af grafit. Flere elektriske pulsundersøgelser er anført: målinger af forskellige egenskaber; opvarmning af grafit med lav densitet; og meget langsom pulsopvarmning op til steady-state ved hjælp af vekselstrøm. Et særskilt afsnit viser data om spektrale emissivitetsundersøgelser, som er nødvendige ved temperaturmålinger af grafit.

Der præsenteres pålidelige eksperimentelle data for grafitens smeltepunkt: enthalpi i fast tilstand under smeltning (10,5 kJ/g); enthalpi i flydende tilstand under smeltning (20.5 kJ/g); grafits smeltevarme (10 kJ/g); væske-kulstofmodstand (730 μΩ cm) nær smeltepunktet ved en massefylde på 1,8 g/cm3 under højt tryk (flere GPa); estimering af ekspansion (70%) under smeltning ved et tryk på 100 MPa; og smeltetemperatur Tm = 4800 ± 100 K ved et tryk på 10-100 MPa. De fleste af disse data er opnået ved elektrisk hurtig opvarmning (1-5 μs), som understøttes af data fra omhyggeligt udført laser-pulsopvarmning.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.