Вышедшие номера
Исследование структуры градиентного аморфного углерода, полученного закалкой жидкого углерода
Дождиков В.С. 1, Башарин А.Ю. 1, Левашов П.Р. 1
1Объединенный институт высоких температур РАН, Москва, Россия
Email: vdozh@mail.ru, ayb@iht.mpei.ac.ru, pasha@jiht.ru
Поступила в редакцию: 16 августа 2022 г.
В окончательной редакции: 5 января 2023 г.
Принята к печати: 9 января 2023 г.
Выставление онлайн: 17 февраля 2023 г.

Предложен новый метод получения градиентного аморфного углерода, использующий закалку расплава графита на алмазной подложке. С помощью молекулярно-динамического моделирования закалки жидкого углерода на холодной алмазной подложке показано, что полученный в эксперименте аморфный углерод является материалом с сильно градиентными структурой и свойствами по глубине образца. Это связано с уменьшением скорости закалки при удалении от подложки в диапазоне 1014-1012 K/s. При этом плотность аморфного углерода изменяется от 1.50 до 1.93 g/cm3. Исследовано пространственное изменение структурных характеристик полученного аморфного углерода: распределение атомов углерода по степени гибридизации химической связи (sp1-, sp2-, sp3-), радиальная функция распределения, угловая функция распределения, и проведен статистический анализ углеродных колец. Показано, что при давлении в жидкости 1 GPa углеродная структура в пределах закаленной зоны изменяется от высокопористой структуры с большим количеством цепочек sp1-атомов углерода вблизи подложки до структуры аморфного графена на периферии. Ключевые слова: аморфный углерод, жидкий углерод, закалка, молекулярная динамика, радиальная функция распределения.