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

 
Рис. 1.2, 
а)
- 
Схемы строения различных модификаций углерода:1) алмаз, 2) 
графит, 3) лонсдейлит 4) фуллерен - C
60
, 5) фуллерен 
‒
C
540
, 6) фуллерен 
‒
C
70 
7) 
аморфный углерод, 8) углеродная нанотрубка. 
б)
- 
Элементарная ячейка алмаза.

---

11 
Рис. 1.3.
Кристаллографическая решётка гексагонального графита 
[5]
.
Кристаллическая решётка двуслойная с чередованием слоёв в направлении оси 
С: …АВА-ВАВ…; Z=4; координационное число - 3; параметры элементарной 
ячейки: 
а
= 2,46 Å, 
с
=6,71 Å; длина σ – связи – 1,42 Å, π связи – 3,35 Å; энергия: σ 
– связи 418 – 461 кДж/моль; π связи – 16,8 – 41,9 кДж/моль; расчётная плотность – 
2,267 г/см
3
.
 
Рентгеноструктурный анализ поликристаллов позволяет определять 
фазовый состав образцов, устанавливать размеры и преимущественную 
ориентацию (текстурирование) зёрен в веществе, осуществлять контроль за 
напряжениями в образце и решать другие задачи. Чем ниже степень 
упорядоченности атомного строения материала, тем более размытый, 
диффузный характер будет иметь рассеянное им рентгеновское излучение. 
Число 
N
достаточно крупных кристаллитов, участвующих в отражении 
рентгеновских лучей, определяется числом 
п
точечных рефлексов, 
составляющих дебаевское кольцо рентгенограммы: 
N
= 2
n
/ cos
,
(1.2) 

---

12 
где — постоянная величина (параметр аппаратуры), — брэгговский 
угол. 
Размеры мелких кристаллитов 
L
можно оценить по ширине 
дифракционных максимумов, используя формулу Селякова-Шеррера 
[18, 19]:
L
= 
L
0
· λ
/
(ß·cos ),
(1.3) 
где
L
0
·- постоянная, зависящая от формы частиц; 
ß·- ширина линий на половине высоты максимума; 
λ – длина волны рентгеновского отражения; 
- брэгговский угол дифракции. 
Рассматривая форму кристаллитов углеродных материалов в качестве 
дисковых образований, можно по ширине линии hko определить диаметр 
кристаллитов 
L
a
, высоту кристаллитов 
L
c
определяют по ширине линии 00l. 
Величину микроискажений кристаллической решётки можно оценить, 
используя соотношение дифракционных максимумов с индексами Миллера 
002
 
и 004, однако как размеры кристаллитов, так и величина 
микроискажений могут быть получены с определённой достоверностью лишь 
при изучении дифракционных линий методами Фурье-анализа 
[20].
1.1.3. Дефекты структуры в графите. Типы дефектов
Дефекты в графите согласно 
[21
, 22]
можно разделить на два типа: 
дефекты, относящиеся к нарушениям между слоями, и дефекты связи в 
сетках. К первым относятся дефекты упаковки слоев, характеризующиеся 
нарушением порядка упаковки параллельных слоев гексагональных сеток. 
Так, углерод, состоящий из достаточно совершенных гексагональных сеток, 
но с нарушенным порядком в последовательности упаковки слоёв, называют 
обычно турбостратным. В такой структуре графитоподобные сетки смещены 
друг относительно друга случайным образом (со случайным вектором 
смещения одного слоя относительно другого). 
Второй вид нарушений структуры в графите - дефекты в связях 
углеродной решетки. К ним относятся вакансии и их группы, атомы 

---

13 
примесей, внедренные в гексагональный слой, дефекты изомерных связей, 
когда часть атомов имеет гибридизацию