Mesures du point de fusion du graphite et des propriétés du carbone liquide (une revue pour 1963-2003)
La littérature scientifique sur la température de fusion du graphite et ses propriétés en fusion est revue, en commençant par l’étude de Bundy en 1963 et en allant jusqu’en 2003. Les données obtenues par Pirani en 1930, qui ont été citées dans certaines publications récentes, sont également examinées. Les données expérimentales successives et les prédictions théoriques sur le point de fusion du carbone sont résumées. L’historique des études sur le carbone, à partir de 1963, est donné, couvrant à la fois le chauffage laser et électrique du graphite. La principale divergence dans les résultats expérimentaux concerne la valeur de la véritable température de fusion du graphite dans la gamme de 4000 ou 5000 K.
L’article décrit d’abord le chauffage au laser. Le chauffage du graphite par laser pulsé montre généralement l’absence de plateau de température de fusion lors du chauffage d’un échantillon de graphite de faible densité (seul un point de déviation est observé sur le signal croissant du pyromètre). La vapeur de carbone, résultant de la sublimation du graphite, joue généralement un rôle prépondérant dans les mesures de température au voisinage du point de fusion lors d’un chauffage lent.
Le chauffage électrique en volume du graphite est ensuite abordé. Plusieurs recherches sur les impulsions électriques sont énumérées : mesures de différentes propriétés ; chauffage du graphite de faible densité ; et chauffage par impulsions très lentes jusqu’à l’état d’équilibre par courant alternatif. Une section séparée montre les données sur les enquêtes d’émissivité spectrale, qui sont nécessaires dans les mesures de température du graphite.
Des données expérimentales fiables pour le point de fusion du graphite sont présentées : enthalpie de l’état solide sous la fusion (10,5 kJ/g) ; enthalpie de l’état liquide sous la fusion (20.5 kJ/g) ; chaleur de fusion du graphite (10 kJ/g) ; résistivité du carbone liquide (730 μΩ cm) près du point de fusion à une densité de 1,8 g/cm3 sous des pressions élevées (plusieurs GPa) ; estimation de l’expansion (70 %) pendant la fusion à une pression de 100 MPa ; et température de fusion Tm = 4800 ± 100 K à une pression de 10-100 MPa. La plupart de ces données sont obtenues par un chauffage électrique rapide (1-5 μs), qui sont soutenues par les données du chauffage par impulsion laser soigneusement exécuté.
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