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
2Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО), 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: 20 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).
  1. P. Greil, T. Lifka, A. Kaindl. J. Eur. Ceram. Soc. 18, 14, 1961 (1998)
  2. P. Greil. J. Eur. Ceram. Soc. 21, 2, 105 (2001)
  3. 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)
  4. 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)
  5. F.M. Varela-Feria, J. Martinez-Fernandez, A.R. de Arellano-Lopez, M. Singh. J. Eur. Ceram. Soc. 22, 14--15, 2719 (2002)
  6. C.E. Byrne, D.C. Nagle. Carbon 35, 2, 259 (1997)
  7. J. Klett, R. Hardy, E. Romine, C. Walls, T. Burchell. Carbon 38, 7, 953 (2000)
  8. D. Gaies, K.T. Faber. Carbon 40, 7, 1137 (2002)
  9. R.E. Franklin. Acta Crystr. 4, 5, 235 (1951)
  10. C.E. Byrne, D.C. Nagle. Carbon 35, 2, 267 (1997)
  11. H.M. Cheng, H. Endo, T. Okabe, K. Saito, G.B. Zheng. J. Porous Mater. 6, 3, 233 (1999)
  12. 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)
  13. 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)
  14. 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)
  15. 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)
  16. 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)
  17. Л.С. Парфеньева, Т.С. Орлова, Б.И. Смирнов, И.А. Смирнов, H. Misiorek, A. Jezowski, J. Ramirez-Rico. ФТТ 56, 1030 (2014)
  18. Н.Ф. Картенко, Т.С. Орлова, Л.С. Парфеньева, Б.И. Смирнов, И.А. Смирнов. ФТТ 56, 2269 (2014)
  19. M.T. Johnson, K.T. Faber. J. Mater. Res. 26, 1, 18 (2011)
  20. M.T. Johnson, A.S. Childers, J. Ramirez-Rico, H. Wang, K.T. Faber. Composites A 53, 182 (2013)
  21. A. Gutierrez-Pardo, J. Ramirez-Rico, A.R. de Arellano-Lopez, J. Martinez-Fernandez. J. Mater. Sci. 49, 22 (2014)
  22. A. Gutierrez-Pardo, J. Ramirez-Rico, R. Cabezas-Rodriguez, J. Martinez-Fernandez. J. Power Sources 278, 18 (2015)
  23. Т.С. Орлова, Б.К. Кардашев, Б.И. Смирнов, A. Gutierrez-Pardo, J. Ramirez-Rico, J. Martinez-Fernandez. ФТТ 57, 571 (2015)
  24. В.В. Шпейзман, Т.С. Орлова, Б.И. Смирнов, A. Gutierrez-Pardo, J. Ramirez-Rico. Mater. Phys. Mech. 21, 200 (2014)
  25. В.В. Попов, Т.С. Орлова, А. Gutierrez-Pardo, J. Ramirez-Rico. ФТТ 57, 1703 (2015)
  26. A. Jezowski, J. Mucha, G. Pompe. J. Phys D 20, 1500 (1987)
  27. A.L. Love. J. Appl. Phys. 22, 252 (1951)
  28. В.В. Попов, Т.С. Орлова, J. Ramirez-Rico. ФТТ 51, 2118 (2009)
  29. В.В. Попов, Т.С. Орлова, E. Enrique Magarino, M.A. Bautista, J. Martinez-Fernandez. ФТТ 53, 259 (2011)
  30. Е.Я. Литовский. Изв. АН СССР. Неорган. материалы 16, 559 (1980)
  31. A.A. Balandin. Nature Mater. 10, 569 (2011)
  32. A.J. Bullen, K.E. O'Hara, D.G. Cahill. J. Appl. Phys. 88, 6317 (2000)
  33. D.T. Morelli, G.A. Slack. In: High thermal conductivity materials / Eds S.L. Shinde, J.S. Goela. Springer, N. Y. (2006) P. 37
  34. N.C. Gallego, J.W. Klett. Carbon 41, 1461 (2003)
  35. 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.