Metingen van het smeltpunt van grafiet en de eigenschappen van vloeibare koolstof (een overzicht voor 1963-2003)
De wetenschappelijke literatuur over de smelttemperatuur van grafiet en zijn eigenschappen bij smelten wordt herzien, te beginnen met de studie van Bundy in 1963 en doorlopend tot 2003. Ook de gegevens van Pirani uit 1930 die in enkele recente publicaties zijn geciteerd, komen aan de orde. Opeenvolgende experimentele gegevens en theoretische voorspellingen over het smeltpunt van koolstof worden samengevat. De geschiedenis van het onderzoek naar koolstof, beginnend in 1963, wordt gegeven, waarbij zowel laser- als elektrische verhitting van het grafiet aan de orde komen. De belangrijkste divergentie in de experimentele resultaten ligt in de waarde van de ware smelttemperatuur van grafiet in het bereik van 4000 of 5000 K.
Het artikel beschrijft eerst de verwarming met een laser. Bij gepulseerde laserverhitting van grafiet is er gewoonlijk geen smelttemperatuurplateau bij de verhitting van een grafietmonster met lage dichtheid (er wordt alleen een afbuigpunt waargenomen op het stijgende signaal van de pyrometer). Koolstofdamp, als gevolg van grafietsublimatie, speelt gewoonlijk een hoofdrol in de temperatuurmetingen nabij het smeltpunt bij langzame verwarming.
De volume-elektrische verwarming van grafiet wordt vervolgens besproken. Verscheidene elektrische pulsonderzoeken worden opgesomd: metingen van verschillende eigenschappen; verwarming van grafiet met lage dichtheid; en zeer langzame pulsverwarming tot aan de stationaire toestand door wisselstroom. In een aparte sectie worden de gegevens vermeld over spectrale emissiviteitsonderzoeken, die nodig zijn bij grafiettemperatuurmetingen.
Betrouwbare experimentele gegevens voor het smeltpunt van grafiet worden gepresenteerd: enthalpie van de vaste toestand bij smelten (10,5 kJ/g); enthalpie van de vloeibare toestand bij smelten (20.5 kJ/g); warmte van het smelten van grafiet (10 kJ/g); vloeistof-koolstofweerstand (730 μΩ cm) nabij het smeltpunt bij een dichtheid van 1,8 g/cm3 onder hoge druk (verscheidene GPa); schatting van de uitzetting (70%) tijdens het smelten bij een druk van 100 MPa; en smelttemperatuur Tm = 4800 ± 100 K bij een druk van 10-100 MPa. De meeste van deze gegevens zijn verkregen door elektrische snelle verhitting (1-5 μs), die worden ondersteund door de gegevens van zorgvuldig uitgevoerde laser-puls verhitting.