Д. В. Харьков графит в науке и ядерной технике г. Новосибирск 013 Монография

Таблица 4.1.
 
Свойства исходного порошка изотопа 
13
С [4.2]. 
4.2. 
Влияние 
температуры 
обработки 
на 
удельное 
электросопротивление 
Для измерения удельного электросопротивления (четырехзондовым 
методом) использовали узкую фракцию порошка изотопа −400/+315 мкм. 
Обнаружена резко экстремальная зависимость величины удельного 
электросопротивления от температуры обработки (рис. 4.1). Максимум при
температуре 2000°C, по всей видимости, обусловлен разупорядочением 
структуры, поскольку без этого невозможен поворот слоев в азимутальной 
плоскости для перестройки турбостратной структуры в графитовую. В работе 
[112] отмечается, что перед началом интенсивного образования трехмерной 
структуры как при атмосферном, так и при повышенных давлениях 
происходит незначительное увеличение среднего межслоевого расстояния и 
одновременно с этим несколько увеличивается дефектность структуры.

---

108 
Рис. 4.1.
Зависимость удельного электросопротивления порошка изотопа 
13
С 
от температуры обработки [111]. 
4.3. 
Изменение 
свойств 
углеродных 
материалов 
в 
предкристаллизационный период графитации 
Известно, что в предкристаллизационном периоде графитации 
углеродного вещества происходит некоторое разупорядочение его 
структуры. Одним из первых этот период графитации выделил в 
самостоятельный период структурных преобразований углеродного вещества 
В.И.Касаточкин [113,114]. Он показал, что в интервале температур обработки 
1600–2000°C энтальпия углеродного материала имеет максимум. При 
температурах обработки выше 1600°C энтальпия углеродного материала 
возрастает. На этой стадии в углеродном материале проходят 
эндотермические процессы, приводящие к поглощению энергии веществом. 
В этой же области температур остаточная энтропия прессованных образцов 
крекингового, пиролизного и пекового кокса имеет максимальное значение 
[35]. 

---

109 
Обнаруженное возрастание энтропии на предкристаллизационной 
стадии свидетельствует о глубокой перестройке структуры углеродного 
материала, которая обусловлена не только процессами упорядочения и 
формирования турбостратной структуры, но и, наоборот, процессами 
частичного разупорядочения. 
В этом интервале температур имеют максимумы термо-э.д.с. и 
коэффициент Холла, несколько возрастает замкнутая пористость [18]. В 
работе [115] исследованы характеристики стеклоуглерода и различных 
коксов методами малоуглового рентгеновского рассеяния. Установлено, что 
предкристаллизационный период характеризуется также ростом степени 
искажений, уровня внутренних напряжений, причем, чем труднее 
графитируется данный кокс, тем сильнее выражено его напряженное 
состояние в предкристаллизационном периоде. 
В.И.Касаточкин [114] выдвинул предположение, что гомогенно- 
графитирующийся 
углерод 
на 
предкристаллизационной 
стадии 
термообработки характеризуется процессом деструкции менее прочных 
боковых связей с сохранением жесткого полимерного каркаса. В целом, 
образец углерода, подвергнутый термической обработке в указанном 
интервале температур, претерпевает качественные и количественные 
преобразования межатомных связей. 
Столь 
глубокие 
преобразования 
в 
углеродном 
веществе, 
термообработанном при температурах предкристаллизации, не могут не 
сказаться на процессах его взаимодействия с химически активными 
расплавами [116]. 
В работе [115] было показано, что минимальные уровни внутренних 
напряжений и замкнутой пористости характерны для игольчатых коксов, 
максимальные – для стеклоуглерода. Аналогичная зависимость получена и 
после взаимодействия углерода
с эвтектическим сплавом NiMn.
Минимальное количество графитированной фазы получено при 
температуре обработки 2000°C игольчатого кокса, максимальное – для КРФС 

---

110 
2000 (кокс резольной фенолформальдегидной смолы с температурой 
обработки 2000°C) [116]. 
Таким образом, ранее было установлено, что углеродные материалы, 
сформированные 
в 
предкристаллизационном 
периоде 
графитации, 
характеризуются некоторым разупорядочением структуры, появлением 
ненасыщенных валентных связей, что в свою очередь, оказывает 
существенное влияние на процессы их взаимодействия с расплавами 
металлов. Науглероживание расплавов такими аномальными структурами 
приводит к необычному повышению концентраций насыщения расплава 
углеродом. Так, концентрация насыщения расплава никеля коксом КРФС 
2000 достигает величины 5,0 масс.%, что почти в 2 раза превышает 
концентрацию насыщения искусственным графитом (2,7 масс. % при 
1500°C).