Отримання та кристалічна структура графіту, інтеркальованого нікелем

Інтеркальований графітоподібний матеріал C₉₈Ni отримано при термічному розпаді кубічного монокарбіду NiC, який попередньо було синтезовано методом механохімічного сплавлення вихідних компонентів шихти з подальшим компактуванням продукту синтезу методом холодного пресування. Показано, що виготовлени...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2021
Hauptverfasser:	Наконечна, О.І., Білявина, Н.М., Курилюк, А.М., Макара, В.А.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainian
Veröffentlicht:	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2021
Schriftenreihe:	Доповіді НАН України
Schlagworte:	Матеріалознавство
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/180405
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Отримання та кристалічна структура графіту, інтеркальованого нікелем / О.І. Наконечна, Н.М. Білявина, А.М. Курилюк, В.А. Макара // Доповіді Національної академії наук України. — 2021. — № 2. — С. 59-64. — Бібліогр.: 11 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-180405
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1804052021-09-24T01:26:16Z Отримання та кристалічна структура графіту, інтеркальованого нікелем Наконечна, О.І. Білявина, Н.М. Курилюк, А.М. Макара, В.А. Матеріалознавство Інтеркальований графітоподібний матеріал C₉₈Ni отримано при термічному розпаді кубічного монокарбіду NiC, який попередньо було синтезовано методом механохімічного сплавлення вихідних компонентів шихти з подальшим компактуванням продукту синтезу методом холодного пресування. Показано, що виготовлений таким чином матеріал NiC під дією електронного променя поступово розшаровується на дві окремі фази з утворенням збідненого на вуглець карбіду NiCₓ та деякої графітоподібної фази. За даними рентгеноструктурного дослідження кристалічну структуру цієї графітоподібної фази складу C₉₈Ni можна описати в рамках просторової групи P-3m1 (No. 164) (a = 0,2464(1) нм, c = 0,6768(2) нм) з частковим заповненням атомами нікелю одного з двох можливих міжвуглецевих шарів, які в структурі C₉₈Ni дещо гофруються. Показано, що отримана фаза C₉₈Ni є інтеркальованим графітом, склад якого можна варіювати. The intercalated graphite-like material C₉₈Ni is obtained by the thermal decomposition of cubic NiC monocarbide, which was previously synthesized by a mechanical alloying of the Ni–CNT or Ni–graphite charge with subsequent compaction of the synthesis product by cold pressing. It is shown that the NiC material obtained under the action of an electron beam gradually exfoliates into two separate phases with the formation of carbon-depleted NiCx carbide and a graphite-like phase. According to X-ray diffraction studies, the crystal structure of this graphite-like phase of C₉₈Ni composition can be described within the space group P-3m1 (No. 164) (a = 0.2464 (1) nm, c = 0.6768 (2) nm) with partial filling of Ni atoms of one of the two possible intercarbon layers, which are slightly rimped in the C₉₈Ni structure. It is shown that the obtained C₉₈Ni phase is an intercalated graphite, the composition of which can be varied. 2021 Article Отримання та кристалічна структура графіту, інтеркальованого нікелем / О.І. Наконечна, Н.М. Білявина, А.М. Курилюк, В.А. Макара // Доповіді Національної академії наук України. — 2021. — № 2. — С. 59-64. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. 1025-6415 DOI: doi.org/10.15407/dopovidi2021.02.059 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/180405 661.666.233; 538.9; 539.26. uk Доповіді НАН України Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Матеріалознавство Матеріалознавство
spellingShingle	Матеріалознавство Матеріалознавство Наконечна, О.І. Білявина, Н.М. Курилюк, А.М. Макара, В.А. Отримання та кристалічна структура графіту, інтеркальованого нікелем Доповіді НАН України
description	Інтеркальований графітоподібний матеріал C₉₈Ni отримано при термічному розпаді кубічного монокарбіду NiC, який попередньо було синтезовано методом механохімічного сплавлення вихідних компонентів шихти з подальшим компактуванням продукту синтезу методом холодного пресування. Показано, що виготовлений таким чином матеріал NiC під дією електронного променя поступово розшаровується на дві окремі фази з утворенням збідненого на вуглець карбіду NiCₓ та деякої графітоподібної фази. За даними рентгеноструктурного дослідження кристалічну структуру цієї графітоподібної фази складу C₉₈Ni можна описати в рамках просторової групи P-3m1 (No. 164) (a = 0,2464(1) нм, c = 0,6768(2) нм) з частковим заповненням атомами нікелю одного з двох можливих міжвуглецевих шарів, які в структурі C₉₈Ni дещо гофруються. Показано, що отримана фаза C₉₈Ni є інтеркальованим графітом, склад якого можна варіювати.
format	Article
author	Наконечна, О.І. Білявина, Н.М. Курилюк, А.М. Макара, В.А.
author_facet	Наконечна, О.І. Білявина, Н.М. Курилюк, А.М. Макара, В.А.
author_sort	Наконечна, О.І.
title	Отримання та кристалічна структура графіту, інтеркальованого нікелем
title_short	Отримання та кристалічна структура графіту, інтеркальованого нікелем
title_full	Отримання та кристалічна структура графіту, інтеркальованого нікелем
title_fullStr	Отримання та кристалічна структура графіту, інтеркальованого нікелем
title_full_unstemmed	Отримання та кристалічна структура графіту, інтеркальованого нікелем
title_sort	отримання та кристалічна структура графіту, інтеркальованого нікелем
publisher	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
publishDate	2021
topic_facet	Матеріалознавство
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/180405
citation_txt	Отримання та кристалічна структура графіту, інтеркальованого нікелем / О.І. Наконечна, Н.М. Білявина, А.М. Курилюк, В.А. Макара // Доповіді Національної академії наук України. — 2021. — № 2. — С. 59-64. — Бібліогр.: 11 назв. — укр.
series	Доповіді НАН України
work_keys_str_mv	AT nakonečnaoí otrimannâtakristalíčnastrukturagrafítuínterkalʹovanogoníkelem AT bílâvinanm otrimannâtakristalíčnastrukturagrafítuínterkalʹovanogoníkelem AT kurilûkam otrimannâtakristalíčnastrukturagrafítuínterkalʹovanogoníkelem AT makarava otrimannâtakristalíčnastrukturagrafítuínterkalʹovanogoníkelem
first_indexed	2025-07-15T20:22:15Z
last_indexed	2025-07-15T20:22:15Z
_version_	1837745770536632320
fulltext	59 МАТЕРІАЛОЗНАВСТВО MATERIALS SCIENCE ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2021. № 2: 59—64 Ц и т у в а н н я: Наконечна О.І., Білявина Н.М., Курилюк А.М., Макара В.А. Отримання та кристалічна структура графіту, інтеркальованого нікелем. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2021. № 2. С. 59—64. https://doi. org/10.15407/dopovidi2021.02.059 В останній час на кафедрі фізики металів Київського національного університету імені Тараса Шевченка було успішно виконано цикл робіт з механохімічного синтезу подвійних карбідів d-перехідних металів. Зазначений синтез проводили у високоенергетичному пла- нетарному млині з використанням порошків d -металів і багатошарових вуглецевих на- нотрубок або графіту як вуглецевої компоненти шихти. У результаті було синтезовано низку нанорозмірних порошків відомих карбідів TiC, ZrC, HfC, VC, NbC, TaC [1, 2], Mo2C, W2C, WC [2, 3], Fe3C [2, 4], Co3C [2, 5], а також вперше синтезовано новий кубічний карбід змінного складу NiCx (33—50 ат. % С) [6—8]. Компактований порошок цього ГЦК карбіду NiCx, що містив 33 або 50 ат. % С, було успішно апробовано як матеріал для нанесення з нього покриттів за електронно-променевою технологією. Було досліджено фазовий склад нанесених покриттів і показано, що отримані таким чином плівки мають високу адгезійну https://doi.org/10.15407/dopovidi2021.02.059 УДК 661.666.233; 538.9; 539.26. О.І. Наконечна, Н.М. Білявина, А.М. Курилюк, В.А. Макара Київський національний університет ім. Тараса Шевченка E-mail: les@univ.kiev.ua Отримання та кристалічна структура графіту, інтеркальованого нікелем Представлено членом-кореспондентом НАН України В.А. Макарою Інтеркальований графітоподібний матеріал C98Ni отримано при термічному розпаді кубічного монокар- біду NiC, який попередньо було синтезовано методом механохімічного сплавлення вихідних компонентів шихти з подальшим компактуванням продукту синтезу методом холодного пресування. Показано, що ви- готовлений таким чином матеріал NiC під дією електронного променя поступово розшаровується на дві окремі фази з утворенням збідненого на вуглець карбіду NiCx та деякої графітоподібної фази. За даними рентгеноструктурного дослідження кристалічну структуру цієї графітоподібної фази складу C98Ni мож- на описати в рамках просторової групи P-3m1 (No. 164) (a  0,2464(1) нм, c  0,6768(2) нм) з частковим заповненням атомами нікелю одного з двох можливих міжвуглецевих шарів, які в структурі C98Ni дещо гоф- руються. Показано, що отримана фаза C98Ni є інтеркальованим графітом, склад якого можна варіювати. Ключові слова: інтеркальований графіт, кристалічна структура, електронно-променева дія, меха но хі- мічний синтез, рентгенівська порошкова дифрактометрія. 60 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2021. № 2 О.І. Наконечна, Н.М. Білявина, А.М. Курилюк, В.А. Макара здатність до застосованих підкладок (з кремнію або плавленого скла), високу стійкість до їх стирання, а також характеризуються високою термічною стабільністю при температу- рах до 850 С [7, 8]. У ході робіт з нанесення покриттів нами було помічено, що під дією електронного променя вихідний матеріал NiCx, що містив 50 ат. % С, поступово розшаро- вувався, завдяки чому залишок матеріалу в човнику-випарювачі містив дві окремі суб- станції. Однією з цих субстанцій був збіднений на вуглець ГЦК карбід NiCx, а іншою — на- чебто графіт, але цей “графіт” не був крихким і мав значно вищі, ніж графіт, значення па- раметрів кристалічної ґратки. Враховуючи ці обставини, ми ставили за мету вивчення особливостей кристалічної структури графіту, який утворюється в процесі термічного розпаду кубічного карбіду NiC. Кубічний карбід NiC отримували механохімічним сплавленням у високоенергетич но- му планетарному млині еквіатомних порошкових сумішей нікелю з вуглецевими нано труб- ками або зі спектрально чистим графітом з подальшим компактуванням продуктів меха- нохімічного синтезу методом холодного пресування при тиску 0,2 ГПа. Виготовлений таким чином матеріал було використано як мішень для нанесення з нього покриттів за електронно- променевою технологією [8]. На всіх технологічних етапах виготовлення матеріалу-мішені контроль його фазового складу здійснювали методом рентгенівської дифракції [8]. Залишок матеріалу в човнику-випарювачі досліджували за дифрактограмами, отри- маними на рентгенівському апараті Shimadzu XRD-6000 (випромінювання CuK, куто вий інтервал зйомки 10—100, крок сканування 0,05, експозиція в кожній точці 3 с). Первин- ну обробку рентгенівських даних проводили методом повнопрофільного аналізу. Для фа- зового аналізу, уточнення параметрів кристалічної ґратки фазових складових, а також для тестування запропонованих моделей кристалічної структури та їх уточнення використо- вували оригінальний програмний пакет, який включає в себе повний комплекс процедур Рітвельда (докладно про методики рентгенівського дослідження йдеться на електронному ресурсі www.x-ray.univ.kiev.ua). Результати рентгенівського фазового аналізу графітоподібної субстанції (ІГ), відібра- ної з човника-випарювача, свідчать про те, що дифрактограма цього матеріалу в цілому по- Рис. 1. Збільшені дифрактограми графіту спектральної чистоти (а) та інтеркальованого графіту (б) 61ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2021. № 2 Отримання та кристалічна структура графіту, інтеркальованого нікелем дібна до дифрактограми, отриманої від вихідного графіту спектральної чистоти (рис. 1). Вона добре індексується в гексагональній сингонії, але має значно більші значення пара- метрів кристалічної ґратки. Так, уточнені нами параметри ґратки вихідного графіту спект- ральної чистоти становлять: a  0,2464(2) нм, c  0,6710(2) нм, тоді як параметри ґратки матеріалу ІГ: a  0,2464(2), c  0,6768(4). Тобто при незмінності параметра a  0,2464(2), який безпосередньо пов’язаний з міжатомними відстанями у вуглецевій сітці, параметр c, що характеризує відстані між цими сітками, зростає майже на 1 %. Зважаючи на істотне збільшення параметра c ґратки графітоподібної фази (ІГ), сфор- мованої в результаті термічного розпаду карбіду NiC, було зроблено припущення, що ут- ворення цього матеріалу відбувається із зануренням атомів нікелю до кристалічної ґратки графіту. Так, за результатами розрахунку кристалічної структури графітоподібної фази ІГ у рамках просторової групи (ПГ) P63/mmc з розміщенням атомів вуглецю відповідно до їх розміщення в гратці графіту (С в 2(b) 0 0 1/4 та C 2(c) 1/3 2/3 1/4) фактор розбіжності був завеликим (RB  0,09), але його вдалося дещо знизити (до RB  0,05), розміщуючи до- даткові атоми нікелю в положенні 2(а) 0 0 0 цієї ПГ. Проте після прорахунку декількох тестових моделей, запропонованих для кристалічної структури графітоподібної фази ІГ, найкращий збіг між розрахованими та експериментальними значеннями інтенсивнос тей від- биттів дифрактограми було отримано для моделі, побудованої в рамках ромбоедричної ПГ P-3m1 (табл. 1) з розміщенням атомів вуглецю в дещо гофрованих сітках з z  1/4 та  3/4, а атомів Ni — в одному з можливих проміжків між цими сітками. Результат розрахунку дифрактограми, виконаний для описаної в табл. 1 моделі, наведено в табл. 2. Слід також за значити, що на відміну від дифрактограми зразка графіту спектральної чистоти, яка ви- являє в ньому значну текстуру в напрямку (002), зразок інтеркальованого графіту не тек- стурується, що опосередковано свідчить про різні властивості цих матеріалів. Таким чином, під дією електронного променя ГЦК NiC розпадається з утворенням гра- фітоподібної фази — інтеркальованого графіту, кристалічна структура якого (рис. 2) має певні характерні ознаки. По-перше, вуглецеві сітки в ній дещо гофровані, а по-друге — ні- кель розміщується лише в одному з двох можливих міжвуглецевих шарів. Наявність про- Таблиця 1. Кристалографічні дані інтеркальованого графіту C98Ni (фаза ІГ) Атом Позиція Заповнення X Y Z C(1) 2с 1,00(1) 0 0 0,228(3) C(2) 2d 1,00(1) 0,333 0,667 0,250(1) Ni 1a 0,076(2) 0 0 0 Просторова група P-3m1 (No. 164) Параметри гратки, нм a  0,2464(1), c  0,6768(4) Незалежні відбиття 19 Температурна поправка, нм2 B  2,47(1) · 10–2 Розрахований склад сполуки, ат. % 98,1(1) C + 1,9(1) Ni Фактор розбіжності RB  0,024 62 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2021. № 2 О.І. Наконечна, Н.М. Білявина, А.М. Курилюк, В.А. Макара Таблиця 2. Розрахунок дифрактограми інтеркальованого графіту C98Ni (фаза ІГ) d, нм I h k l d, нм I h k l Розр. Дослід Розр. Дослід Розр. Дослід Розр. Дослід 0,3384 0,3389 1000 1000 0 0 2 0,1353 – 4 1 0 0 5 0,2256 — 2 1 0 0 3 0,1326 – 5 1 0 1 4 0,2134 0,2132 78 82 0 1 0 0,1326 – 5 1 0 1 –4 0,2035 0,2047 31 209 0 1 –1 0,1232 0,1232 47 47 1 1 0 0,2035 0,2047 181 209 0 1 1 0,1212 – 3 1 1 1 1 0,1805 — 4 1 0 1 2 0,1158 0,1158 41 65 1 1 2 0,1805 — 4 1 0 1 –2 0,1143 0,1143 20 65 0 1 5 0,1692 0,1692 71 67 0 0 4 0,1143 0,1143 0 65 0 1 –5 0,1550 0,1550 33 46 0 1 3 0,1128 0,1128 4 8 0 0 6 0,1550 0,1550 15 46 0 1 –3 Таблиця 3. Міжатомні відстані в інтеркальованому графіті C98Ni (фаза ІГ) та в графіті спектральної чистоти Інтеркальований графіт C98Ni, ПГ P-3m1 (No. 164), a  0,2464(1) нм, c  0,6768(2) нм Графіт спектральної чистоти, ПГ P63/mmc (No. 194), a  0,2464(2) нм, c  0,6710(2) нм Атом Міжатомна відстань, нм Атом Міжатомна відстань, нм C(1) — 3 C(2) — 1 Ni — 6 С(1) 0,1430 0,1543 0,2464 C(1) — 3 C(2) — 6 С(1) 0,1423 0,2464 C(2) — 3 C(1) — 3 Ni — 6 С(2) 0,1430 0,2211 0,2464 C(2) — 3 C(1) — 6 С(2) 0,1423 0,2464 Ni — 2 C(1) — 6 C(2) — 6Ni 0,1543 0,2211 0,2464 Рис. 2. Зображення кристалічної структури ін- теркальованого графіту C98Ni та координаційні поліедри атомів. Світло-сірі кружки — атоми вуг- лецю в положенні 2(c), темно-сірі — атоми вугле- цю в положенні 2(d), чорні кружки — атоми ніке- лю в положенні 1(a) 63ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2021. № 2 Отримання та кристалічна структура графіту, інтеркальованого нікелем шарків нікелю зумовлює збільшення періоду ґратки фази C98Ni, а гофрованість вуглецевих сіток — до невеликого збільшення в них відстані між найближчими атомами (табл. 3). Ретроспективний огляд наявних на сьогодні способів отримання інтекальованого гра- фіту в даній роботі не проводиться. Зазначимо лише, що найбільш поширеним є спосіб отримання інтеркалянтів за умов взаємодії вуглецю з рідкими хімічними речовинами на кшталт H2SO4, HNO3, HClO4, H2SeO4 та ін. Існують також способи отримання інтерка- лянтів в умовах високого тиску та електролізу [9—11]. Проте спосіб отримання інтерка- лянта C98Ni за рахунок фазових перетворень під час розпаду карбіду (температура розпаду 1336 С), наскільки нам відомо, реалізовано вперше. Фізичні властивості даної фази на цей час широко досліджуються, і можна очікувати, що інтеркаляція графіту металічним нікелем дасть можливість покращити його механічні характеристики. Таким чином, у роботі описаний спосіб отримання інтеркальованого нікелем графіту C98Ni, а також наведено результати дослідження кристалічної структури цієї фази. Без пе- речно, що, змінюючи технологічні режими отримання даної фази, можна варіювати її склад, а отже, і фізико-хімічні властивості. ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА 1. Nakonechna O.I., Belyavina N.N., Dashevskyi M.M., Titov Y.A. Room-temperature synthesis and cha rac- terization of the TiC, ZrC, HfC, VC, NbC and TaC powder monocarbides. Fr.-Ukr. J. Chem. 2019. 7, № 1. P. 113—120. https://doi.org/10.17721/fujcV7I1P113-120 2. Nakonechna O.I., Dashevskyi M.M., Boshko O.I., Zavodyannyi V.V., Belyavina N.N. Effect of the carbon nanotubes on mechanochemical synthesis of d-metal carbide nanopowders and nanocomposites. Progr. Phys. Met. 2019. 20, № 1. P. 5—51. https://doi.org/10.15407/ufm.20.01.005 3. Nakonechna O., Dashevskyi M., Belyavina N. Synthesis of the WC and Mo2C carbides by mechanical alloying of metal powder and carbon nanotubes. Metallofiz. Noveishie Tekhnol. 2018. 40, № 5. P. 637—648. https://doi.org/10.15407/mfint.40.05.0637 4. Boshko O., Nakonechna O., Belyavina N., Dashevskyi M., Revo S. Nanocrystalline Fe–C composites obtained by mechanical alloying of iron and carbon nanotubes. Adv. Powder Tech. 2017. 28, № 3. P. 964—972. https:// doi.org/10.1016/j.apt.2016.12.026 5. Nakonechna O.I., Dashevski M.M., Kurylyuk A.M., Belyavina N.N. Mechanochemical synthesis of Co3C carbide with carbon nanotubes. Phys. Chem. Solid State. 2019. 20, № 1. P. 13—17. https://doi.org/10.15330/ pcss.20.1.13-17 6. Наконечна О.І., Білявина Н.М., Дашевський М.М., Курилюк А.М., Макара В.А. Механохімічний син- тез карбіду NiCx з дефектною структурою типу сфалериту. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2019. № 4. С. 50— 56. https://doi.org/10.15407/dopovidi2019.04.050 7. Наконечна О.І., Білявина Н.М., Іваненко К.О., Курилюк А.М., Душейко М.Г., Макара В.А. Особливості формування фаз NiCx (x < 0,33) за умов механохімічного легування сумішей Ni—ВНТ і Ni—графіт. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2020. № 3. С. 47—54. https://doi.org/10.15407/dopovidi2020.03.047 8. Nakonechna O.I., Dusheiko M.G., Belyavina N.N., Kuryliuk A.M., Osipov A.S. Testing of electron beam technique for NiC coating deposition. Metallofiz. Noveishie Tekhnol. 2020. 42, № 12. P. 1659—1665. https:// doi.org/10.15407/mfint.42.12.1659 9. Dresselhaus M.S., Dresselhaus G. Intercalation compounds of graphite. Adv. Phys. 1981. 30, № 2. P. 139—326. https://doi.org/10.1080/00018738100101367 10. Celzard A., Marêché J.F., Furdin G. Modelling of exfoliated graphite. Progr. Mater. Sci. 2005. 50, № 1. P. 93—179. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2004.01.001 11. Semimetals: 1. Graphite and its compounds: Brandt N.B., Chudinov S.M., Ponomarev Ya.G. (Eds.). New York: Elsevier, 2012. 510 р. Надійшло до редакції 20.08.2020 Після доопрацювання — 21.01.2021 64 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2021. № 2 О.І. Наконечна, Н.М. Білявина, А.М. Курилюк, В.А. Макара REFERENCES 1. Nakonechna, O.I., Belyavina, N.N., Dashevskyi, M.M. & Titov, Y.A. (2019). Room-temperature synthesis and characterization of the TiC, ZrC, HfC, VC, NbC and TaC powder monocarbides. Fr.–Ukr. J. Chem., 7, No. 1, pp. 113-120. https://doi.org/10.17721/fujcV7I1P113-120 2. Nakonechna, O.I., Dashevskyi, M.M., Boshko, O.I., Zavodyannyi, V.V. & Belyavina, N. N. (2019). Effect of the carbon nanotubes on mechanochemical synthesis of d-metal carbide nanopowders and nanocomposites. Progr. Phys. Met., 20, No. 1, pp. 5-51. https://doi.org/10.15407/ufm.20.01.005 3. Nakonechna, O., Dashevskyi, M. & Belyavina, N. (2018). Synthesis of the WC and Mo2C carbides by mechanical alloying of metal powder and carbon nanotubes. Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 40, No. 5, pp. 637-648. https://doi.org/10.15407/mfint.40.05.0637 4. Boshko, O., Nakonechna, O., Belyavina, N., Dashevskyi, M. & Revo, S. (2017). Nanocrystalline Fe–C composites obtained by mechanical alloying of iron and carbon nanotubes. Adv. Powder Tech., 28, No. 3, pp. 964-972. https://doi.org/10.1016/j.apt.2016.12.026 5. Nakonechna, O.I., Dashevski, M.M., Kurylyuk, A.M. & Bilyavyna, N.M. (2019). Mechanochemical synthesis of Co3C carbide with carbon nanotubes. Phys. Chem. Solid State, 20, No. 1, pp. 13-17. https://doi. org/10.15330/pcss.20.1.13-17 6. Nakonechna, O.I., Belyavina, N.N., Dashevskyi, M.M., Kuryliuk, A.M. & Makara, V.A. (2019). Mechanochemical synthesis of NiCx carbide with the sphalerite-type defect structure. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr., No. 4, pp. 50-56 (in Ukrainian). https://doi.org/10.15407/dopovidi2019.04.050 7. Nakonechna, O.I., Belyavina, N.N., Ivanenko, K.O., Kuryliuk, A.M., Ducheiko, M.G. & Makara, V.A. (2020). The features of NiCx (x < 0.33) phase formation at the mechanochemical alloying of Ni—CNT and Ni— graphite mixtures. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr., No. 3, pp. 47-54 (in Ukrainian). https://doi.org/10.15407/ dopovidi2020.03.047 8. Nakonechna, O.I., Dusheiko, M.G., Belyavina, N.N., Kuryliuk, A.M. & Osipov, A.S. (2020). Testing of elec- tron beam technique for NiC coating deposition. Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 42, No. 12, pp. 1659-1665. https://doi.org/10.15407/mfint.42.12.1659 9. Dresselhaus, M.S. & Dresselhaus, G. (1981). Intercalation compounds of graphite. Adv. Phys., 30, No. 2, pp. 139-326. https://doi.org/10.1080/00018738100101367 10. Celzard, A., Marêché, J.F. & Furdin, G. (2005). Modelling of exfoliated graphite. Progr. Mater. Sci., 50, No. 1, pp. 93-179. doi:10.1016/j.pmatsci.2004.01.001 11. Brandt, N.B., Chudinov, S.M. & Ponomarev, Y.G. (Eds.). (2012). Semimetals: 1. Graphite and its compounds. New York: Elsevier. Received 20.08.2020 Revised version — 21.01.2021 О.І. Nakonechna, N.N. Belyavina, A.M. Kurylyuk, V.A. Makara Taras Shevchenko National University of Kyiv E-mail: les@univ.kiev.ua OBTAINING AND CRYSTAL STRUCTURE OF GRAPHITE INTERCALED BY NICKEL The intercalated graphite-like material C98Ni is obtained by the thermal decomposition of cubic NiC mono- carbide, which was previously synthesized by a mechanical alloying of the Ni–CNT or Ni–graphite charge with subsequent compaction of the synthesis product by cold pressing. It is shown that the NiC material ob- tained under the action of an electron beam gradually exfoliates into two separate phases with the formation of carbon-depleted NiCx carbide and a graphite-like phase. According to X-ray diffraction studies, the crystal struc- ture of this graphite-like phase of C98Ni composition can be described within the space group P-3m1 (No. 164) (a  0.2464 (1) nm, c  0.6768 (2) nm) with partial filling of Ni atoms of one of the two possible intercarbon layers, which are slightly rimped in the C98Ni structure. It is shown that the obtained C98Ni phase is an inter- calated graphite, the composition of which can be varied. Keywords: intercalated graphite, crystal structure, electron beam, mechanical alloying, X-ray powder diffraction.

Отримання та кристалічна структура графіту, інтеркальованого нікелем

Institution

Ähnliche Einträge