Journal of Surface Investigation. X-Ray, Synchrotron and Neutron TechniquesJournal of Surface Investigation. X-Ray, Synchrotron and Neutron TechniquesПоверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования1028-09603034-5731The Russian Academy of Sciences68912510.31857/S1028096025040026FBRSAAArticlesСтатьиResearch ArticleStructural analysis of Brazilian graphite by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and thermogravimetric analysis with simultaneous differential scanning calorimetryАнализ структуры бразильского графита посредством методов рентгеновской дифракции, растровой электронной микроскопии и термогравиметрического анализа с синхронной дифференциальной сканирующей калориметриейSoloninkinaM. V.СолонинкинаМ. В.
Russian Federation
mas31393@yandex.ruLoginovD. V.ЛогиновД. В.
Russian Federation
mas31393@yandex.ruMoshkalevS. А.МошкалевС. А.
Brazil
mas31393@yandex.ruRozhkovaN. N.РожковаН. Н.
Russian Federation
mas31393@yandex.ruPetrozavodsk State UniversityПетрозаводский государственный университетKarelian Research Center RASКарельский научный центр РАНCentre for Semiconductor Components and Nanotechnology (CCS Nano), University of Campinas (UNICAMP15042025411191208202512082025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Институт физики твердого тела РАН, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesИнститут физики твердого тела РАН, Российская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/1028-0960/article/view/689125

The results on X-ray analysis of Brazilian graphite sample are presented. During diffraction pattern indexing and qualitative X-ray phase analysis, it has been found that Brazilian graphite contains three phases of carbon, two of which belong to hexagonal graphite (α-graphite) and one to rhombohedral graphite (β-graphite), which is confirmed by simultaneous thermal analysis. The unit cell parameters of each phase have been determined and refined. Calculations of conditional phase concentrations in the sample by the least squares method have shown that the conditional concentration of 47-1155 standard (JCPDS database) in the sample is 66%, 1-646 standard is 21.3%, and 2-456 standard is 12.6%. Using scanning electron microscopy, the sample surface topology has been studied, which is a flake structure with a large number of particles, the size of which does not exceed 5 μm. The quantitative characteristics of the short-range order have been determined, which have shown that the structure of Brazilian graphite is close to hexagonal graphite within the error limits.

Приведены результаты рентгенографического исследования образца бразильского графита. При индицировании дифрактограммы и в результате качественного рентгенофазового анализа установлено, что бразильский графит содержит три фазы углерода, две из которых принадлежат гексагональному графиту (α-графиту) и одна — ромбоэдрическому графиту (β-графиту), что подтверждают данные синхронного термического анализа. Определены и уточнены параметры элементарной ячейки каждой фазы. Расчет условных концентраций фаз в образце методом наименьших квадратов показал, что условная концентрация эталона 47-1155 (база данных JCPDS) в образце составила 66%, эталона 1-646 — 21.3%, а эталона 2-456 — 12.6%. При помощи растровой электронной микроскопии изучена топология поверхности образца, представляющая собой чешуйчатую структуру с большим количеством мелких частиц размером не более 5 мкм. Определены количественные характеристики ближнего порядка, которые показали, что структура бразильского графита близка к структуре гексагонального графита в рамках погрешностей.

graphiteBrazilian graphitenatural graphiteflake graphiteX-ray diffractionX-ray phase analysissimultaneous thermal analysisscanning electron microscopysurface topologyshort-range order characteristicsграфитбразильский графитприродный графитчешуйчатый графитрентгеновская дифракциярентгенофазовый анализсинхронный термический анализрастровая электронная микроскопиятопология поверхностихарактеристики ближнего порядкаПравительство РФGovernment of the Russian FederationBurchell T.D., Pavlov T.R. // Comprehensive Nuclear Materials. Elsevier, 2020. Р. 355. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-803581-8.11777-1Петров Е.И., Тетенькин Д.Д. Государственный доклад “О состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2021 году”. Москва, 2022. https://gd2021.data-geo.ru/Кононов В.А. // Новые огнеупоры. 2021. Т. 1. № 3. С. 3. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2021-3-3-10Логинов Д.В., Лешок А.В., Солонинкина М.В. // Порошковая металлургия. Республиканский межведомственный сб. науч. трудов. Минск, 2022. С. 73. https://elibrary.ru/download/elibrary_50242694_ 49073922.pdfЧайка Е.Ф., Марясев И.Г., Платонов А.А. // Новые огнеупоры. 2017. № 10. С. 9. https://newogneup.elpub.ru/jour/article/viewFile/690/ 681Kashcheev I.D., Zemlyanoi K.G., Ust′yantsev V.M., Pomortsev S.A. // Refract. Ind. Ceram. 2016. V. 56. P. 577. https://doi.org/10.1007/s11148-016-9891-zФоменко С.М., Толендиулы С., Акишев А., Рахым Н.Т., Бекджанова М.Т. // Горение и плазмохимия. 2023. Т. 21. № 4. С. 237. https://doi.org/10.18321/cpc21(4)237-247Бабаханова З.А., Рузимова Ш.У., Тургунов Ш.Х. // Universum: технические науки. 2017. № 2. С. 71. https://elibrary.ru/download/elibrary_28408315_ 36215798.pdfАлимухамедов Ш.П., Юнусов С.З., Турсунов Н.К., Туракулов М.Р. // Механика и технология. 2023. № 2 (11). С. 179. https://cyberleninka.ru/article/n/sovershenstvovanie-tehnologii-polucheniya-sinteticheskogo-chuguna-v-induktionnoy-tigelnoy-pechiДядин Ю.А. // Соросовский образовательный журнал. 2000. Т. 6. № 10. С. 43. http://www.priroda.ru/upload/iblock/59f/file.pdfЧернявей A.Н. // Химия твердого топлива. 2008. № 2. С. 42. https://elibrary.ru/download/elibrary_10331698_ 99306161.pdfAsenbauer J., Eisenmann T., Kuenzel M., Kazzazi A., Chen Z., Bresser D. // Sustainable En. Fuels. 2020. Т. 4. № 11. С. 5387. https://doi.org/10.1039/D0SE00175AКолобов М.Ю., Братков И.В., Гущина Т.В., Чагин О.В. // Современные наукоемкие технологии. Региональное приложение. 2023. № 2 (74). С. 79. https://doi.org/10.6060/snt.20237402.0008Duan S., Wu X., Wang Y., Feng J., Hou S., Huang Z., Shen K., Chen Y., Liu H., Kang F. // New Carbon Mater. 2023. V. 38. № 1. P. 73. https://doi.org/10.1016/S1872-5805(23)60717-6Поддубный А.Н. // Литье и металлургия. 2023. № 4. С. 33. https://doi.org/10.21122/1683-6065-2023-4-33-42Петрунин В.В., Маров И.В., Скородумов С.Е., Виленский О.Ю., Бажутов Н.Л., Голубева Д.А. // Атомная энергия. 2020. Т. 129. № 1. С. 43. https://j-atomicenergy.ru/index.php/ae/article/view/3202Jin H., Zhou K., Ji Z., Chen Y., Lu L., Ren Y., Xu C., Duan S., Li J., Hou S.E. // Friction. 2020. V. 8. P. 684. https://doi.org/10.1007/s40544-019-0293-3Лазарчик М.В., Лешок А.В., Роговой А.Н. // Матер. 14 Междунар. науч.-практ. конф. “Новые материалы и технологии: порошковая металлургия, композиционные материалы, защитные покрытия, сварка”. Минск, 9–11 сентября 2020. С. 230. https://elibrary.ru/download/elibrary_44155788_ 49962441.pdfБолсуновская Т.А., Ефимочкин И.Ю., Севостьянов Н.В., Бурковская Н.П. // Тр. ВИАМ. 2018. № 7 (67). С. 69. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2018-0-7-69-77Duan S., Wu X., Zeng K., Tao T., Huang Z., Fang M., Liu Y., Min X. // Carbon. 2020. V. 159. P. 527. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2019.12.091Hasan H.M., Abdoon F.M. // Tamjeed J. Healthcare Eng. Sci. Technol. 2023. V. 1. № 2. P. 44. https://doi.org/10.59785/tjhest.v1i2.43Преснова Г.В., Булко Т.В., Шумянцева В.В., Рубцова М.Ю. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. 2023. Т. 64. № 5. С. 468. https://doi.org/10.55959/MSU0579-9384-2-2023-64-5-468-477Куприянова В.А., Бирюкова Н.В. // Матер. XXXV Междунар. науч.-практ. конф. “Современное образование: актуальные вопросы, достижения и инновации”. Пенза, 5 мая 2020. С. 122. https://elibrary.ru/download/elibrary_42782354_ 77281319.pdfVieira F., Cisneros I., Rosa N.G., Trindade G.M., Mohallem N.D.S. // Carbon. 2006. V. 44. № 12. P. 2590. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2006.05.043Miranda D.A., de Oliveira Chaves A., Campello M.S., de Moraes Ramos S.L.L. // Int. Geol. Rev. 2019. V. 61. № 15. С. 1864. https://doi.org/10.1080/00206814.2018.1564073Rezende L.C., Chaves A.O., Ramos S.L.L.M. // Brazilian J. Geol. 2021. V. 51. P. e20200083. https://doi.org/10.1590/2317-4889202120200083Nacional de Graphite. https://www.grafite.com (Дата обращения: 19.01.2024)Alaferdov A.V., Gholamipour-Shirazi A., Canesqui M.A., Danilov Y.A., Moshkalev S.A. // Carbon. 2014. V. 69. P. 525. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2013.12.062Alaferdov A.V., Savu R., Canesqui M.A., Kopelevich Y.V., da Silva R.R., Rozhkova N.N., Pavlov D.A., Usov Y., de Trindade G.M., Moshkalev S.A. // Carbon. 2018. V. 129. P. 826. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2017.12.100Алешина Л.А., Фофанов А.Д. Рентгеноструктурный анализ аморфных материалов: учеб. пособие. Петрозаводск: Изд-во ПГУ, 1987. 88 с.Кузьмичева Г.М. Теория плотнейших шаровых упаковок и плотных шаровых кладок. М.: МИТХТ, 2000. 43 с.