Mediciones del punto de fusión del grafito y de las propiedades del carbono líquido (una revisión para 1963-2003)

Nov 8, 2021
admin

Se revisa la literatura científica sobre la temperatura de fusión del grafito y sus propiedades en fusión, comenzando por el estudio de Bundy en 1963 y llegando hasta 2003. También se consideran los datos obtenidos por Pirani en 1930 que han sido citados en algunas publicaciones recientes. Se resumen los sucesivos datos experimentales y predicciones teóricas sobre el punto de fusión del carbono. Se presenta la historia de los estudios sobre el carbono, a partir de 1963, abarcando tanto el calentamiento láser como el eléctrico del grafito. La principal divergencia en los resultados experimentales está en el valor de la verdadera temperatura de fusión del grafito en el rango de 4000 o 5000 K.

El artículo describe primero el calentamiento por láser. El calentamiento por láser pulsado del grafito suele mostrar la ausencia de una meseta de temperatura de fusión en el calentamiento de una muestra de grafito de baja densidad (sólo se observa un punto de desviación en la señal creciente del pirómetro). El vapor de carbono, como resultado de la sublimación del grafito, suele desempeñar un papel principal en las mediciones de temperatura cerca del punto de fusión bajo calentamiento lento.

A continuación se analiza el calentamiento eléctrico en volumen del grafito. Se enumeran varias investigaciones de impulsos eléctricos: mediciones de diferentes propiedades; calentamiento de grafito de baja densidad; y calentamiento de impulsos muy lentos hasta el estado estacionario mediante corriente alterna. En una sección separada se muestran los datos de las investigaciones de emisividad espectral, que son necesarias en las mediciones de temperatura del grafito.

Se presentan datos experimentales fiables para el punto de fusión del grafito: entalpía del estado sólido en fusión (10,5 kJ/g); entalpía del estado líquido en fusión (20.5 kJ/g); calor de fusión del grafito (10 kJ/g); resistividad del carbono líquido (730 μΩ cm) cerca del punto de fusión a una densidad de 1,8 g/cm3 bajo altas presiones (varios GPa); estimación de la expansión (70%) durante la fusión a una presión de 100 MPa; y temperatura de fusión Tm = 4800 ± 100 K a una presión de 10-100 MPa. La mayoría de estos datos se obtienen mediante calentamiento eléctrico rápido (1-5 μs), que se apoyan en los datos de calentamiento por pulsos de láser cuidadosamente ejecutados.

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