ГРАФЕННІҢ БЕТІНІҢ ЭНЕРГИЯСЫ

Қатты денелердің беттік энергиясын анықтаудың «отырған тамшы» әдісі – γ – қарастырылады. Графит пен графен үшін бұл әдіс орташа мәндерді алды: γ₂ = 53,6 ± 2,1 және γ₁ = 44,8 ± 14,7 мДж/м². Графит үшін кристалдарды бөлу әдісін қолдану арқылы γ₂ = 3250 мДж/м² орташа мәні алынды, бұл «отырған тамшы» әдісімен алынған γ₂ мәнінен 60 есе жоғары. Екі әдісті талдау қатты денелердің беттік энергиясын анықтауға арналған «отырған тамшы» әдісін өзгертусіз қолдануға болмайтынын көрсетті. Қатты денелердің беттік энергиясын анықтаудың жаңа әдістерін ұсынамыз: 1) қатты дененің балқу температурасы арқылы; 2) тұндырылған жабынның қалыңдығына физикалық қасиетінің өлшемдік тәуелділігі арқылы; 3) контакт потенциалының айырмасының өлшенген мәні арқылы. Графен үшін келесі мәндер алынды: γ₁ = 947,1; γ₁ = 974; γ1 = 960 мДж/м², бұл «отырған тамшы» әдісіне қарағанда үлкен дәреже. γ₁ мәндерін 3-ке көбейту керек және графит үшін мәндерді аламыз – γ₂ = 2841; γ₂ = 2922, γ₂ = 2880 мДж/м², бұл кристалды бөлу әдісінен аздап ерекшеленеді.

1. Electric field effect in atomically thin carbon films / K.S. Novoselov et al // Science. – 2004. – V. 306, № 5696. – P. 666-669.

2. Новоселов К.С. Графен: материалы Флатландии / К.С. Новоселов // УФН. – 2011. – Т. 181, № 12. – С. 1299-1311.

3. Баимова Ю.А. Графен, нанотрубки и другие углеродные наноструктуры / Ю.А. Баимова, Р.Р. Мулюков. – М.: Российская академия наук, 2018. – 212 с.

4. Zhang T. Graphene. From Theory to Applications / T. Zhang. – Springer, 2022. – 142 р.

5. Gupta R.K. 3D Graphene. Fundamentals, Synthesis and Emerging Applications / R.K. Gupta. – Springer, 2023. – 441 р.

6. Гаршев А.В. Мониторинг развития и внедрения технологий получения графена, его производных, других 2D кристаллов и производства изделий на основе 2D кристаллов в Российской Федерации и мире / А.В. Гаршев. – М.: Отчет РФ, 2019. – 396 с.

7. Жангозин К.Н. О новом методе получения порошкового графена / К.Н. Жангозин, Т.К. Жанабергенов, Д.Б. Каргин // Вестник ЕНУ им. Л. Гумилёва. – 2021. – Том 136, № 3. – С. 8-16.

8. Жангозин К.Н. Новый метод получения графена интеркаляцией графита микрокластерной водой / К.Н. Жангозин. – Алматы: Darkhan, 2023. – 102 с.

9. Поверхностные явления в графите и получение из него графена / В.М. Юров и др. // Новости науки Казахстана. – 2024. – № 1. – С. 11-23.

10. Шебзухова И.Г. Поверхностные энергия и натяжение металлических кристаллов, кинетика адсорбции компонентов бинарных систем: дис. докт. физ.-мат. наук: 01.04.07 / Шебзухова Ирина Гусейновна; Кабард.-Балкар. гос. ун-т им. Х.М. Бербекова. – Нальчик, 2013. – 370 с.

11. Федоров В.Т. Поверхностная энергия в процессах измельчения твердых тел / В.Т. Федоров, М.Н. Кокоев // Вестник Дагестанского ГТУ. Технические науки. – 2023. – Т. 50(3). – С. 181-189.

12. Wettability and surface free energy of graphene films / S. Wang et al // Langmuir: the ACS journal of surfaces and colloids. – 2009. – Vol. 25, № 18. – P. 11078-11081.

13. Su R. Wettability and Surface Free Energy Analyses of Monolayer Graphene / R. Su, X. Zhang // Journal of Thermal Science. – 2018. – Vol. 27(5934). – P. 1-5.

14. Ferguson A. The Surface Energetics of Low Dimensional Nanomaterials / А. Ferguson. – Trinity College Dublin. – 2016. – 188 р.

15. Rohman N. Surface free energy of graphene-based coatings and its component elements / N. Rohman, T. Mohiuddin, M. Al-Rugeishi // Inorganic Chemistry Communications. – 2023. – Vol. 153(4). – P. 10855-110855.

16. Graphene Surface Energy by Contact Angle Measurements / M.S. Al-Ruqeishi et al // Arabian Journal for Science and Engineering. – 2022. – Р. 1-6.

17. Obreimoff J.W. The splitting reigth of mica / J.W. Obreimoff // Proc. Roy. Soc. – 1930. – V. A127. – P. 290-293.

18. Obreimoff revisited: Controlled heterogeneous fracture through the splitting of mica / M. Johnson et al // Mechanics of Materials. – 2019. – V. 136(01). – Р. 103088.

19. Interfacial energy states of moisture-exposed cracks in mica / K.-T. Wan et al // J. Mater. Res. – 1990. - V. 5(1). – Р. 172-182.

20. Wan K.-T. Fracture and contact adhesion energies of mica-mica, silica-silica, and mica-silica interfaces in dry and moist atmospheres / K.-T. Wan, D.T. Smith, B.R. Lawn // J. Am. Ceram. Soc. – 1992. – V. 75(3). – Р. 667-676.

21. Yurov V. Аbout the mechanism of mica splitting / V. Yurov, K. Zhangozin // Sciences of Europe. – 2024. – № 133. – Р. 97-104.

22. Ножкина А.В. Поверхностная энергия алмаза и графита / А.В. Ножкина, В.И. Костиков // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника, технология его изготовления и применения. – 2017. – Вып. 20. – С. 161-167.

23. Турчанинов М.А. Механизмы кристаллизации жидкого углерода, полученного при плавлении графита импульсом лазера в газовых средах с давлением ∼ 10 МПа : диссертация ... кандидата физико-математических наук: 01.04.14 / Турчанинов Михаил Александрович; Объед. ин-т высок. температур РАН. – Москва, 2010. – 128 с.

24. Jiang Q. Thermodynamic phase stabilities of nanocarbon / Q. Jiang, Z.P. Chen // Carbon. – 2006. – Vol. 44, iss. 1. – P. 79-83.

25. Сенють В.Т. Термодинамический анализ процесса формирования наноструктурного поликристаллического материала на основе наноалмазов, модифицированных неалмазным углеродом (часть 2) / В.Т. Сенють, П.А. Витязь, А.М. Парницкий // Механика машин, механизмов и материалов. – 2023. – № 4(65). – С. 76-84.

26. Verkholomov V.K. Physical Features of the New Equation (Equation Jung - Verkholomov) of Contact Angle. / V.K. Verkholomov // Materials of the XII international research and practice conference «Science, Technology and Higher Education». – December 21-22, 2016. – Westwood, Canada. – P. 97-110.

27. Хоконов Х.Б. Поверхностная энергия и поверхностное натяжение металлов и их бинарных сплавов в твердом состоянии / Х.Б. Хоконов, Т.М. Таова, Б.Б. Алчагиров // КБГУ. – 2019. – Т. IX, № 2. – С. 5-19.

28. Рехвиашвили С.Ш. К расчету постоянной Толмена / С.Ш. Рехвиашвили, Е.В. Киштикова, Р.Ю. Кармокова // Письма в ЖТФ. – 2007. – Т. 33, Вып. 2. – С. 1-7.

29. Юров В.М. Исследование первичных нанотрещин атомарно-гладких металлов / В.М. Юров, В.И. Гончаренко, В.С. Олешко // Письма в ЖТФ. – 2023. – Том 49, вып. 8. – С. 35-38.

30. Юров В.М., Портнов В.С., Пузеева М.П. Пат. 58155 Республика Казахстан. Способ измерения поверхностного натяжения и плотности поверхностных состояний диэлектриков. опубл. 15.12.2008, Бюл. № 12.

31. Пат. 58158 Республика Казахстан. МПК: G01N 27/76. Способ измерения поверхностного натяжения магнитных материалов / Юров В.М., Портнов В.С., Пузеева М.П.; заявитель и патентообладатель Карагандинский государственный университет им. Е.А. Букетова. – № G01N 27/76 (2006.01); заявл. 07.06.2006; опубл. 15.12.2008, Бюл. № 12. – 3 с.

32. Пат. 23223 Республика Казахстан. МПК G01N 27/76 (2009.01). Способ измерения поверхностного натяжения осаждаемых покрытий / Юров В.М., Гученко С.А., Ибраев Н.Х.; заявитель и патентообладатель Карагандинский государственный университет им. Е.А. Букетова; заявл. 27.05.2009; опубл. 15.11.2010, Бюл. № 11. – 3 с.

33. Development of a device for determining work electron output / V.M. Yurov et al // Eurasian Physical Technical Journal. – 2020. – Vol. 17, № 1(33). – Р. 127-131.