Medições do ponto de fusão da grafite e das propriedades do carbono líquido (uma revisão para 1963-2003)

Nov 8, 2021
admin

Literatura científica sobre a temperatura de fusão da grafite e suas propriedades na fusão é revista, começando com o estudo do Bundy em 1963 e prosseguindo até 2003. Dados obtidos por Pirani em 1930 que foram citados em algumas publicações recentes também são considerados. Dados experimentais sucessivos e previsões teóricas sobre o ponto de fusão do carbono são resumidos. É dada a história dos estudos do carbono, a partir de 1963, abrangendo tanto o aquecimento a laser como elétrico do grafite. A principal divergência nos resultados experimentais está no valor da verdadeira temperatura de fusão da grafite na faixa de 4000 ou 5000 K.

O artigo descreve primeiro o aquecimento a laser. O aquecimento laser pulsado de grafite normalmente mostra a ausência de um platô de temperatura de fusão no aquecimento de uma amostra de grafite de baixa densidade (apenas um ponto de deflexão é observado no sinal crescente do pirômetro). O vapor de carbono, como resultado da sublimação da grafite, geralmente desempenha um papel principal nas medições de temperatura perto do ponto de fusão sob aquecimento lento.

O aquecimento elétrico de grafite em volume é então discutido. Várias investigações de pulso elétrico são listadas: medições de diferentes propriedades; aquecimento de grafite de baixa densidade; e aquecimento de pulso muito lento até o estado estável por corrente alternada. Uma seção separada mostra os dados das investigações de emissividade espectral, que são necessárias nas medições de temperatura da grafite.

Dados experimentais confiáveis para o ponto de fusão da grafite são apresentados: entalpia do estado sólido sob fusão (10,5 kJ/g); entalpia do estado líquido sob fusão (20.5 kJ/g); calor de fusão de grafite (10 kJ/g); resistividade de carbono líquido (730 μΩ cm) próximo ao ponto de fusão a uma densidade de 1,8 g/cm3 sob altas pressões (vários GPa); estimativa de expansão (70%) durante a fusão a 100 MPa de pressão; e temperatura de fusão Tm = 4800 ± 100 K a uma pressão de 10-100 MPa. A maioria destes dados é obtida por aquecimento elétrico rápido (1-5 μs), que são suportados pelos dados do aquecimento por impulso a laser cuidadosamente executado.

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