Издателям
Вышедшие номера
Теплопроводность частично графитизированных биоуглеродов, полученных карбонизацией микродревесной фибры в присутствии Ni-содержащего катализатора
Орлова Т.С.1,2, Парфеньева Л.С.1, Смирнов Б.И.1, Gutierrez-Pardo A.3, Ramirez-Rico J.3
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, Санкт-Петербург, Россия
3Dpto Fisica de la Materia Condensada--ICMS, Universidad de Sevilla, Sevilla, Spain
Email: orlova.t@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 17 июня 2015 г.
Выставление онлайн: 21 декабря 2015 г.

В интервале температур 5-300 K впервые измерены теплопроводность k и удельное электросопротивление rho биоуглеродных матриц, приготовленных карбонизацией прессованной микродревесной фибры при Tcarb=850 и 1500oC в присутствии Ni-содержащего катализатора (образцы MDF-C(Ni)) и без катализатора (образцы MDF-C). Методом рентгеноструктурного анализа показано, что объемная графитовая фаза зарождается только при Tcarb=1500oC. Показано, что температурные зависимости теплопроводности образцов MDF-C-850 и MDF-C-850(Ni) в области 80-300 K подобны и следуют закону k(T)~ T1.65, однако использование Ni-катализатора приводит к возрастанию теплопроводности примерно в 1.5 раза, что объясняется формированием большей доли нанокристаллической фазы в присутствии Ni-катализатора при Tcarb=850oC. У биоуглерода MDF-C-1500, полученного без катализатора, зависимость k(T)~ T1.65 и контролируется нанокристаллической фазой. В образцах MDF-C-1500(Ni) формирующаяся объемная графитовая фаза приводит к увеличению теплопроводности в 1.5-2 раза по сравнению с теплопроводностью образцов MDF-C-1500 во всем температурном интервале 5-300 K, при этом k(T=300 K) достигает значений ~10 W·m-1·K-1, характерных для биоуглеродов, полученных без катализатора лишь при очень высоких температурах Tcarb=2400oC. Показано, что у MDF-C-1500(Ni) в области температур 40-300 K зависимость k(T)~ T1.3 и может быть описана в рамках модели частично графитизированного биоуглерода как композита, представляющего собой аморфную матрицу со сферическими включениями графитовой фазы. Работа выполнена при частичной поддержке РФФИ (грант N 14-03-00496).
  • P. Greil, T. Lifka, A. Kaindl. J. Eur. Ceram. Soc. 18, 14, 1961 (1998)
  • P. Greil. J. Eur. Ceram. Soc. 21, 2, 105 (2001)
  • V.S. Kaul, K.T. Faber, R. Sepulveda, A.R. de Arellano Lоpez, J. Martinez-Fernаndez. Mater. Sci. Eng., A 428 1--2, 225 (2006)
  • A.R. de Arellano-Lopez, J. Martinez-Fernandez, P. Gonzalez, C. Dominguez, V. Fernandez-Quero, M. Singh. Int. J. Appl. Ceram. Technol. 1, 1, 56 (2004)
  • F.M. Varela-Feria, J. Martinez-Fernandez, A.R. de Arellano-Lopez, M. Singh. J. Eur. Ceram. Soc. 22, 14--15, 2719 (2002)
  • C.E. Byrne, D.C. Nagle. Carbon 35, 2, 259 (1997)
  • J. Klett, R. Hardy, E. Romine, C. Walls, T. Burchell. Carbon 38, 7, 953 (2000)
  • D. Gaies, K.T. Faber. Carbon 40, 7, 1137 (2002)
  • R.E. Franklin. Acta Crystr. 4, 5, 235 (1951)
  • C.E. Byrne, D.C. Nagle. Carbon 35, 2, 267 (1997)
  • H.M. Cheng, H. Endo, T. Okabe, K. Saito, G.B. Zheng. J. Porous Mater. 6, 3, 233 (1999)
  • Л.С. Парфеньева, Т.С. Орлова, Н.Ф. Картенко, Н.В. Шаренкова, Б.И. Смирнов, И.А. Смирнов, H. Misiorek, A. Jezowski, J. Mucha, A.R. de Arellano-Lopez, J. Martinez-Fernandez, F.M. Varela-Feria. ФТТ 48, 415 (2006)
  • Л.С. Парфеньева, Т.С. Орлова, Н.Ф. Картенко, Н.В. Шаренкова, Б.И. Смирнов, И.А. Смирнов, H. Misiorek, A. Jezowski, T.E. Wilkes, K.T. Faber. ФТТ 50, 2150 (2008)
  • Л.С. Парфеньева, Т.С. Орлова, Н.Ф. Картенко, Н.В. Шаренкова, Б.И. Смирнов, И.А. Смирнов, H. Misiorek, A. Jezowski, J. Mucha, A.R. de Arellano-Lopez, J. Martinez-Fernandez. ФТТ 51, 1909 (2009)
  • Л.С. Парфеньева, Т.С. Орлова, Н.Ф. Картенко, Н.В. Шаренкова, Б.И. Смирнов, И.А. Смирнов, H. Misiorek, A. Jezowski, T.E. Wilkes, K.T. Faber. ФТТ 52, 1045 (2010)
  • Л.С. Парфеньева, Т.С. Орлова, Н.Ф. Картенко, Б.И. Смирнов, И.А. Смирнов, H. Misiorek, A. Jezowski, M.C. Vera. ФТТ 53, 2278 (2011)
  • Л.С. Парфеньева, Т.С. Орлова, Б.И. Смирнов, И.А. Смирнов, H. Misiorek, A. Jezowski, J. Ramirez-Rico. ФТТ 56, 1030 (2014)
  • Н.Ф. Картенко, Т.С. Орлова, Л.С. Парфеньева, Б.И. Смирнов, И.А. Смирнов. ФТТ 56, 2269 (2014)
  • M.T. Johnson, K.T. Faber. J. Mater. Res. 26, 1, 18 (2011)
  • M.T. Johnson, A.S. Childers, J. Ramirez-Rico, H. Wang, K.T. Faber. Composites A 53, 182 (2013)
  • A. Gutierrez-Pardo, J. Ramirez-Rico, A.R. de Arellano-Lopez, J. Martinez-Fernandez. J. Mater. Sci. 49, 22 (2014)
  • A. Gutierrez-Pardo, J. Ramirez-Rico, R. Cabezas-Rodriguez, J. Martinez-Fernandez. J. Power Sources 278, 18 (2015)
  • Т.С. Орлова, Б.К. Кардашев, Б.И. Смирнов, A. Gutierrez-Pardo, J. Ramirez-Rico, J. Martinez-Fernandez. ФТТ 57, 571 (2015)
  • В.В. Шпейзман, Т.С. Орлова, Б.И. Смирнов, A. Gutierrez-Pardo, J. Ramirez-Rico. Mater. Phys. Mech. 21, 200 (2014)
  • В.В. Попов, Т.С. Орлова, А. Gutierrez-Pardo, J. Ramirez-Rico. ФТТ 57, 1703 (2015)
  • A. Jezowski, J. Mucha, G. Pompe. J. Phys D 20, 1500 (1987)
  • A.L. Love. J. Appl. Phys. 22, 252 (1951)
  • В.В. Попов, Т.С. Орлова, J. Ramirez-Rico. ФТТ 51, 2118 (2009)
  • В.В. Попов, Т.С. Орлова, E. Enrique Magarino, M.A. Bautista, J. Martinez-Fernandez. ФТТ 53, 259 (2011)
  • Е.Я. Литовский. Изв. АН СССР. Неорган. материалы 16, 559 (1980)
  • A.A. Balandin. Nature Mater. 10, 569 (2011)
  • A.J. Bullen, K.E. O'Hara, D.G. Cahill. J. Appl. Phys. 88, 6317 (2000)
  • D.T. Morelli, G.A. Slack. In: High thermal conductivity materials / Eds S.L. Shinde, J.S. Goela. Springer, N. Y. (2006) P. 37
  • N.C. Gallego, J.W. Klett. Carbon 41, 1461 (2003)
  • Физические величины. Справочник / Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. Энергоиздат, М. (1991). 1232 с.
  • Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

    Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.