Synthesis of ultrahard fullerite with a catalytic 3D polymerization reaction of C60

Popov, M.; Мордкович, В. З.; Perfilov, S. A.; Кириченко, А. Н.; Kulnitskiy, B.A.; Perezhogin, I. A.; Бланк, В. Д.

doi:10.1016/j.carbon.2014.04.075

Cited by 59 publications

(39 citation statements)

References 17 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The HRTEM observations on such released sample also suggest that it mainly contains disordered phases (Figure d), suggesting amorphization of the sample. The observed microstructure is different from those of 3D C 60 polymers and ultrahard fullerite derivatives reported in previous literatures . Strikingly, the disordered phase created clear ring cracks on the diamond anvils after decompression (Figure S2, Supporting Information), implying that it might be a highly incompressible or superhard phase .…”

contrasting

confidence: 65%

“…The broad bands preserved at the high frequency range in the Raman spectrum of the directly released sample should be evolved from the pentagon shear (H g (7)), the pentagonal pinch (A g (2)), and the hexagon shear (H g (8)) modes . This spectrum is similar to that of 3D polymerized C 60 , but upon heating up to the temperature for depolymerization of 3D C 60 , the materials irreversibly transform into amorphous carbon (see Figure S2, Supporting Information). These results suggest that the C 60 has irreversibly transformed into highly deformed or amorphous carbon clusters at 45 GPa, while the cubane molecules were highly strained or partially polymerized with neighboring carbon clusters.…”

mentioning

confidence: 97%

See 1 more Smart Citation

New Ordered Structure of Amorphous Carbon Clusters Induced by Fullerene–Cubane Reactions

Yao

Dong

et al. 2018

Advanced Materials

View full text Add to dashboard Cite

As a new category of solids, crystalline materials constructed with amorphous building blocks expand the structure categorization of solids, for which designing such new structures and understanding the corresponding formation mechanisms are fundamentally important. Unlike previous reports, new amorphous carbon clusters constructed ordered carbon phases are found here by compressing C H /C cocrystals, in which the highly energetic cubane (C H ) exhibits unusual roles as to the structure formation and transformations under pressure. The significant role of C H is to stabilize the boundary interactions of the highly compressed or collapsed C clusters which preserves their long-range ordered arrangement up to 45 GPa. With increasing time at high pressure, the gradual random bonding between C H and carbon clusters, due to "energy release" of highly compressed cubane, leads to the loss of the ability of C H to stabilize the carbon cluster arrangement. Thus a transition from short-range disorder to long-range disorder (amorphization) occurs in the formed material. The spontaneous bonding reconstruction most likely results in a 3D network in the material, which can create ring cracks on diamond anvils.

show abstract

contrasting

confidence: 65%

mentioning

confidence: 97%

New Ordered Structure of Amorphous Carbon Clusters Induced by Fullerene–Cubane Reactions

Yao

Dong

et al. 2018

Advanced Materials

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…[17] However, we do not find any cracks on the diamond anvil after the compression of the solvated samples even up to 34.8GPa. This suggests that the effect of intercalated CS 2 molecules on the deformation of C 60 molecules under pressure is strongly dependent on the pressure conditions (hydrostatic or non-hydrostatic pressure).…”

mentioning

confidence: 52%

“…[16] Furthermore, Popov et al report that 3D-polymerized C 60 can be formed at a low pressure due to the presence of CS 2 molecules in C 60 powders, which act as catalyzer in the polymerization of C 60 . [17] Such phenomenon has never been reported in fullerene solvates intercalated by aromatic solvents. These results suggest that in comparison to aromatic solvents, the CS 2 molecules would play a different role on the transformations in fullerene solvates during the compression process.…”

mentioning

confidence: 95%

High pressure infrared spectroscopy study on C60∗CS2 solvates

Zhou

Yao

et al. 2017

Chemical Physics Letters

View full text Add to dashboard Cite

High pressure IR study has been carried out on C 60 *CS 2 solvates up to 34.8GPa. It is found that the intercalated CS 2 molecules significantly affect the transformations of C 60 molecules under pressure. As a probe, the intercalated CS 2 molecules can well detect the orietanional ordering transition and deformation of C 60 molecules under pressure. The chemical stability of CS 2 molecules under pressure is also dramatically enhanced due to the spacial shielding effet from C 60 molecules around in the solvated crystal. These results provide new insight into the effect of interactions between intercalants and fullerenes on the transformations in fullerene solvates under pressure.

show abstract

“…Для увеличения прочностных характеристик керамики на основе B 4 C при спекании материала используются различные виды добавок, повышающих пластичность и трещиностой-кость материала. Недавнее открытие каталитического синтеза 3D-полимеризованного фуллерита [6] предостав-ляет широкие возможности использования фуллерена для получения нового класса углеродных материалов. Керамика на основе углерода является одновременно легкой, прочной и температуростойкой [7,8].…”

Section: Introductionunclassified

Высокотвердая Керамика На Основе Карбида Бора И Производных Фуллерита

Овсянников¹,

Попов²,

Перфилов³

et al. 2017

Физика Твердого Тела

View full text Add to dashboard Cite

Получен новый тип керамики на основе производных фаз фуллерита и B 4 C. Материал синтезирован при температуре 1500 K и относительно низком давлении 4 GPa, обладает высокой твердостью 45 GPa и трещиностойкостью 15 MPa · m 1/2 . ВведениеКарбид бора (B 4 C) обладает высокими механическими характеристиками, прежде всего твердостью, износо-стойкостью, высокими модулями упругости [1,2]. Кроме того, относительно низкая плотность в сочетании с высокими механическими характеристиками обусловли-вают широкое использование этого материала. Керами-ка на основе B 4 C применяется в качестве режущего инструмента, шлифовальных порошков, износостойких покрытий. Основным методом получения керамики на основе B 4 C является горячее прессование при тем-пературе около 2300 K [3,4]. Также широко исполь-зуется для получения B 4 C керамики метод спекания в искровой плазме [5]. Однако, несмотря на высокие твердость и износостойкость, B 4 C обладает невысо-кой прочностью и трещиностойкостью. Для увеличения прочностных характеристик керамики на основе B 4 C при спекании материала используются различные виды добавок, повышающих пластичность и трещиностой-кость материала. Недавнее открытие каталитического синтеза 3D-полимеризованного фуллерита [6] предостав-ляет широкие возможности использования фуллерена для получения нового класса углеродных материалов. Керамика на основе углерода является одновременно легкой, прочной и температуростойкой [7,8]. Таким образом, актуальным является создание керамики на основе B 4 C и углеродного материала в качестве связки. Примером может служить работа [9], где была полу-чена высокотвердая керамика на основе зерен B 4 C и углеродной фазы (производных фуллерита) в качестве связующей композиции. Под производными фуллерита в работе [9] подразумевается материал, полученный из фуллерена в условиях высоких давлений и тем-ператур в присутствии катализатора CS 2 . В работе было показано, что при синтезе керамического мате-рила B 4 C с фуллереном в соотношении 50/50 vol.% синтезируемый материал обладает высокой степенью однородности и характеризуется отсутствием трещин или объемных дефектов [9]. В данной работе была повышена температура синтеза материала на осно-ве B 4 C−C 60 в присутствии катализатора CS 2 , и, как следствие, были получены новые структуры производ-ных фуллерита, отличные от представленных в [9], что привело к изменению механических характеристик керамики. Методика проведения экспериментаИзготовление керамического материала на основе B 4 C и производных фаз фуллерита было осуществлено при помощи механического помола B 4 C с фуллере-ном С 60 в планетарной мельнице АГО 2У со сталь-ными стаканами и шарами диаметром 10 mm. Кон-центрация C 60 составляла 50 vol.% порошковой смеси. В процессе обработки был получен порошок с равно-мерным распределением углеродных кластеров. После размола порошок был спрессован в таблетки и спекался в ячейке высокого давления типа " наковальня с лункой". Спекание проводилось при давлении 4 GPa и темпера-туре 1500 K. В качестве вещества, обеспечивающего ка-талитический синтез...

show abstract

Synthesis of ultrahard fullerite with a catalytic 3D polymerization reaction of C60

Cited by 59 publications

References 17 publications

New Ordered Structure of Amorphous Carbon Clusters Induced by Fullerene–Cubane Reactions

New Ordered Structure of Amorphous Carbon Clusters Induced by Fullerene–Cubane Reactions

High pressure infrared spectroscopy study on C60∗CS2 solvates

Высокотвердая Керамика На Основе Карбида Бора И Производных Фуллерита

Contact Info

Product

Resources

About