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Tópicos a serem discutidos:

Tópicos a serem discutidos:. Generalidades.  Comparação grafite × diamante.  Estrutura cristalina do grafite.  Estrutura de bandas do grafite.  Propriedades elétricas e magnéticas.  Propriedades térmicas. Preparação de materiais grafíticos.

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Presentation Transcript

  1. Tópicos a serem discutidos: • Generalidades.  • Comparação grafite × diamante.  • Estrutura cristalina do grafite.  • Estrutura de bandas do grafite.  • Propriedades elétricas e magnéticas.  • Propriedades térmicas. • Preparação de materiais grafíticos. http://www.cce.ufes.br/jair/web/mcs1.htm

  2. Propriedades térmicas do grafite: • Calor específico. • Condutividade térmica. • Coeficientes de expansão térmica. Interpretação: • Contribuição das vibrações da rede (fônons)  propriedades mecânicas • Contribuição eletrônica  densidade de portadores de carga

  3. Variação térmica do calor específico: Altas temperaturas - Lei de Dulong-Petit: Baixas temperaturas: Fônons Elétrons

  4. Calor específico do diamante:

  5. Calor específico do grafite:

  6. Calor específico do grafite – baixas temperaturas

  7. Condutividade térmica do grafite: Contribuição dos fônons: cP: calor específico : velocidade de propagação dos fônons : livre caminho médio dos fônons limites cristalinos espalhamento fônon-fônon Contribuição dos elétrons: T: temperatura : resistividade elétrica

  8. Condutividade térmica do grafite:

  9. Condutividade térmica do grafite: Anisotropia: ka / kc ~ 5

  10. Condutividade térmica do grafite – direção a:

  11. Relação de Wiedemann-Franz: contribuição eletrônica Grafite: condutividade térmica via fônons

  12. Expansão térmica do grafite – direção a:

  13. Expansão térmica do grafite – direção a:

  14. Expansão térmica do grafite – direção c:

  15. Expansão térmica do grafite – direção c:

  16. Preparação de materiais grafíticos: Rota convencional: • Partindo de coque + ligante. • Extrusão ou compressão. • Tratamentos térmicos (3000ºC)  grafitização. • Densidade ~ 1,6 a 1,7 g/cm3. Grafite pirolítico: • Pirólise de vapores contendo carbono. • Deposição sobre substrato aquecido (2000ºC). • Alta anisotropia. • Densidade ~ 2,23 g/cm3. • Tratamentos térmicos sob tensão (3000ºC). • Produção de HOPG (“highly oriented pyrolytic graphite”).

  17. Processos de moldagem:

  18. Temperaturas envolvidas:

  19. Influência dos parâmetros de preparação:

  20. Grafitização – difratogramas de raios X:

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