Фазовые превращения n-слойных графенов в алмаз в условиях высоких давлений и температур
Экспериментально изучено влияние высокого давления (7,7 ГПа) и температуры (1700 °С) в присутствии растворителей углерода (сплав Ni–Mn, железо) на фазовые превращения как графеновых пластинок с высокой степенью кристалличности, имеющих менее четырех монослоев, и толщиной не превышающей 5 нм, так и п...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Сверхтвердые материалы |
|---|---|
| Дата: | 2017 |
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2017
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160102 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Фазовые превращения n-слойных графенов в алмаз в условиях высоких давлений и температур / А.А. Шульженко, Л. Яворска, А.Н. Соколов, В.Г. Гаргин, Н.Н. Белявина // Сверхтвердые материалы. — 2017. — № 2. — С. 3-13. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860255939396894720 |
|---|---|
| author | Шульженко, А.А. Яворска, Л. Соколов, А.Н. Гаргин, В.Г. Белявина, Н.Н. |
| author_facet | Шульженко, А.А. Яворска, Л. Соколов, А.Н. Гаргин, В.Г. Белявина, Н.Н. |
| citation_txt | Фазовые превращения n-слойных графенов в алмаз в условиях высоких давлений и температур / А.А. Шульженко, Л. Яворска, А.Н. Соколов, В.Г. Гаргин, Н.Н. Белявина // Сверхтвердые материалы. — 2017. — № 2. — С. 3-13. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Сверхтвердые материалы |
| description | Экспериментально изучено влияние высокого давления (7,7 ГПа) и температуры (1700 °С) в присутствии растворителей углерода (сплав Ni–Mn, железо) на фазовые превращения как графеновых пластинок с высокой степенью кристалличности, имеющих менее четырех монослоев, и толщиной не превышающей 5 нм, так и порошков многослойных графенов (10–20 монослоев) толщиной 8–12 нм. Установлены факторы как способствующие, так и препятствующие синтезу алмаза из графена в присутствии растворителей углерода. Показано, что предпочтительным является механизм превращения многослойных графенов в алмаз при высоком давлении и температуре по двухстадийной схеме синтеза алмаза (т. е. после трехмерного структурного упорядочения графена на первой стадии).
Експериментально вивчено вплив високого тиску (7,7 ГПа) і температури (1700 °С) у присутності розчинників вуглецю (сплав Ni–Mn, залізо) на фазові перетворення як графенових пластинок з високим ступенем кристалічності, що мають менше чотирьох моношарів, і товщина яких не перевищує 5 нм, так і порошків багатошарових 
графенів (10–20 моношарів) товщиною 8–12 нм. Встановлено фактори, які як сприяють, так і перешкоджають синтезу алмазу з графена в присутності розчинників вуглецю. Показано, що переважним є механізм перетворення багатошарових графенів у алмаз при високому тиску і температурі по двостадійній схемі синтезу алмазу (тобто після тривимірного структурного упорядкування графену на першій стадії).
Experimentally studied the influence of high pressure (7.7 GPa) and temperature (1700 °C) in the presence of carbon solvents (Ni–Mn alloy, iron) to phase transformations like graphene plates with high crystallinity having less than four monolayers, and not thickness more than 5 nm and powders multilayered graphene (10–20 monolayers) of thickness 8–12 nm. The factors contributing to how and preventing the synthesis of diamond in the presence of carbon graphene solvents. It is shown that the conversion mechanism is preferred multilayered graphene into diamond at high pressure and temperature of the two-stage synthesis scheme diamond (after the three-dimensional structural ordering of graphene in the first stage).
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:49:13Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2017, № 2 3
Получение, структура, свойства
УДК 548.661.66+539.233
А. А. Шульженко1, *, Л. Яворска2, **, А. Н. Соколов1,
В. Г. Гаргин1, Н. Н. Белявина3
1Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля
НАН Украины, г. Киев, Украина
2The Institute of Advanced Manufacturing Technology,
Krakow, Poland
3Киевский национальный университет им. Тараса Шевченко,
г. Киев, Украина
*shulzhenko35@mail.ru
**lucyna.jaworska@ios.krakow.pl
Фазовые превращения n-слойных графенов
в алмаз в условиях высоких давлений
и температур
Экспериментально изучено влияние высокого давления (7,7 ГПа)
и температуры (1700 °С) в присутствии растворителей углерода (сплав Ni–Mn,
железо) на фазовые превращения как графеновых пластинок с высокой степе-
нью кристалличности, имеющих менее четырех монослоев, и толщиной не пре-
вышающей 5 нм, так и порошков многослойных графенов (10–20 монослоев)
толщиной 8–12 нм. Установлены факторы как способствующие, так и препят-
ствующие синтезу алмаза из графена в присутствии растворителей углерода.
Показано, что предпочтительным является механизм превращения многослой-
ных графенов в алмаз при высоком давлении и температуре по двухстадийной
схеме синтеза алмаза (т. е. после трехмерного структурного упорядочения гра-
фена на первой стадии).
Ключевые слова: графен, графит, алмаз, синтез, фазовое пре-
вращение.
При разработке способов синтеза алмаза, особенно на первом
этапе развития технологии, актуальным был вопрос, любое ли углеродное
сырье можно использовать в качестве источника углерода при синтезе? Ка-
кой механизм зарождения и роста кристаллов алмаза при использовании раз-
личных углеродных материалов? Так, в [1] на основе анализа полученных
экспериментальных данных выделяется три механизма превращения зарож-
дения и роста алмаза в зависимости от того идет ли рост монокристалла, по-
© А. А. ШУЛЬЖЕНКО, Л. ЯВОРСКА, А. Н. СОКОЛОВ, В. Г. ГАРГИН, Н. Н. БЕЛЯВИНА, 2017
www.ism.kiev.ua/stm 4
ликристаллических образований или прямой переход в алмаз при экстре-
мально высоких параметрах.
Многочисленные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что
далеко не все углеродсодержащие вещества превращаются в алмаз в области
его термодинамической стабильности.
В [2] было исследовано воздействие высоких давлений (9,5–15,0 ГПа) и
температур (1300–3000 °С) на большое количество органических соединений
и было установлено, что степень превращения этих материалов в алмаз силь-
но зависит от вида используемого исходного углеродсодержащего материала.
В некоторых случаях, например при использовании антрацена (C14H10), при
давлении 15,0 ГПа и температуре 2000 °С образовывался графит, а если в
шихту вводили активирующую добавку (камфен C10H16) или металл-
растворитель (железо), то до 90 % антрацена превращалось в алмаз. Таким
образом, оказалось, что структурные факторы оказывают влияние на процес-
се зарождения и роста алмаза и образование алмаза может быть результатом
ряда структурных преобразований исходного углеродного материала. На-
пример, как было показано в [2], при использовании сажи синтез алмаза в
присутствии растворителя углерода идет по двухстадийной схеме – сначала
образуется графит, а повторное его использование приводит к получению
алмаза.
Начиная с первых разработанных способов синтеза и по сегодняшний день
наиболее широко используемым источником углерода в промышленных тех-
нологиях является графит – материал, обладающий такими уникальными фи-
зико-химическими свойствами, как высокие теплопроводность и электропро-
водность, высокая термостойкость, низкий коэффициент трения, и представ-
ляющий собой аллотропную модификацию углерода наряду с алмазом, лон-
сдейлитом, карбином и аморфным углеродом (открытые в период с 1991 г. по
2004 г. фуллерены, нанотрубки и графены одни авторы считают кластерными
частицами углерода, другие относят к аллотропным модификациям).
Как было показано в [3], нет прямой связи между совершенством исход-
ного графитового сырья и совершенством структуры синтезируемых из него
монокристаллов алмаза. Выбор марки графита для синтеза должен опреде-
ляться свойствами и размерами синтезируемых кристаллов алмаза. Для каж-
дой новой марки алмаза могут возникать дополнительные требования к угле-
родосодержащему материалу.
В [4] было показано, что кристаллиты графита, находящиеся в раствори-
теле углерода или в непосредственном контакте с ним, являются источника-
ми центров кристаллизации алмазов. В связи с этим степень превращения
графита в алмаз из неупорядоченного скрытокристаллического графита не-
значительна. В то же время применение терморасширенного графита с высо-
кой удельной поверхностью в некоторых случаях позволяет вести синтез при
более низких баротермических параметрах, чем в случае использования мо-
дификации графита с высокой степенью кристаллического совершенства [5].
В последнее десятилетие синтез и свойства графена стали одной из самых
широко обсуждаемых и быстро развивающихся тем в физике и химии. По-
вышенный интерес к этому материалу связан с необычностью его свойств.
Графен можно рассматривать как основу для любых графитоподобных
материалов – он может быть “свернут” в молекулу фуллерена, углеродную
нанотрубку, из него состоит кристалл графита [6].
Как известно [7], первые отдельные графеновые листы были получены
методом так называемого микромеханического расслоения. Позднее были
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2017, № 2 5
отработаны методики выращивания моно- и бислоя графена эпитаксиальным
способом с помощью метода химического осаждения из углеводородов на
металлической поверхности (подробный обзор работ можно найти в [6]).
Наряду с моно- и бислойными разработан ряд способов получения n-
слойных графенов [8], которые представляют собой стопку однослойных
графенов, и полученный материал может функционировать как полуметалл
или полупроводник, в зависимости от порядка укладки и толщины слоев.
Согласно теории, различие между n-слойным графеном и ультратонким
графитом заключается в том, что носители заряда в графене (в отличие от
ультратонкого графита) являются безмассовыми фермионами и, соответст-
венно, подчиняются релятивистском уравнения Дирака [9].
В [10] было изучено влияние давления до 50 ГПа, как в квазигидростати-
ческих, так и негидростатической условиях, на структуру графена, имеющего
несколько слоев, с использованием рентгеновской дифракции и спектроско-
пии комбинационного рассеяния света (КРС). Полученные результаты указы-
вают на то, что двухслойный графен теряет дальний порядок при критиче-
ском расстояние между слоями 2,8 Å (или выше 18 ГПа) при сохранении
локальной sp2-гибридизации в слое до 50 ГПа. Таким образом, фазовые пре-
вращения графита и графена под воздействием давления довольно сильно
отличаются. Это говорит о том, что графен не только имеет самую высокую
стабильность из всех графитовых двухслойных структур, но и является од-
ним из самых устойчивых структур при воздействии больших напряжений
[10].
Несколько иной результат был получен в [11] при исследовании влияния
высоких давлений на пластинки нанографена и микрографита. Методом КРС
установлено, что преобразование фазы в графеновых нанопластинах наблю-
дается при 15 ГПа и может быть объяснено образованием в материале меж-
слойных sp3-связей. Для графита и микрографита давление перехода состав-
ляет 19 ГПа. Более низкое давление перехода в графеновых нанопластинах
объясняется ограниченным числом и специальной структурой слоев, влияю-
щих на процесс нуклеации в фазовом переходе.
Одним из этапов превращения многослойного графена в тонкую алмазную
пленку, состоящую из несколько алмазных слоев, как показали теоретические
и экспериментальные исследования [6, 12, 13], является предварительная
функционализация его поверхности различными адатомами1 и молекулярны-
ми группами, например, водородом, фтором, азотом, кислородом и пр. Тип,
концентрация и расположение адатомов на поверхности графена могут суще-
ственно влиять на его свойства.
Установлено [6], что адсорбция адатомов на поверхности многослойного
графена приводит к связыванию верхних углеродных слоев с нижними и
формированию алмазной пленки без какого-либо активационного барьера,
т. е. происходит химически-индуцированный фазовый переход [6, 14].
Также теоретическими расчетами [11] было установлено, что при различ-
ных внешних условиях (температура, давление, тип и концентрация функ-
циональных групп) при функционализации n-слойного графена можно полу-
чать тонкие алмазные пленки с различной ориентацией поверхности.
В [13] в результате изучения процесса экспериментальной трансформации
антрацита с помощью химически индуцированного фазового перехода уста-
1 Адатом (адсорбированный атом) – атом, который находится на поверхности
кристалла. Один атом, кластер из атомов, молекул или кластеров молекул можно
обозначить одним термином – “адсорбированные частицы”.
www.ism.kiev.ua/stm 6
новлена важная роль водорода в трансформации sp2-гибридизированного
углерода в sp3-гибридизированный, что в конечном итоге позволяет транс-
формировать многослойный графен в кластеры алмаза, ограненные поверх-
ностью (111).
В [6] с использованием теории функционала электронной плотности была
изучена стабильность алмазных пленок с поверхностью (111) и толщиной от
2,48 Å (два слоя) до 15,67 Å (восемь слоев). Показано, что в связи с малыми
поперечными размерами алмазных пленок поверхностные эффекты играют
критическую роль в стабильности структур. Решающую роль в стабильности
алмазных пленок играет эффект графитизации – внешние слои пленки от-
слаиваются, превращаясь в графен. Показано, что для самых тонких алмаз-
ных пленок (два-четыре слоя) этот эффект приводит к расслоению структуры
в многослойный графен. Увеличение толщины пленки ведет к образованию
алмазного ядра, на которое поверхностные эффекты влияют значительно
меньше. Таким образом, было получено, что стабильными являются пленки с
толщиной от 8,42 Å (пять углеродных слоев). Также были рассчитаны зави-
симости упругой энергии структур с различным числом слоев от объема эле-
ментарной ячейки. Показано, что при увеличении числа слоев упругая энер-
гия алмазной пленки уменьшается и стремится к значению для объемного
кристалла алмаза. По результатам расчета сделан вывод, что давление, тре-
буемое для преобразования графеновой пленки в соответствующую ей ал-
мазную структуру, будет тем больше, чем меньше слоев содержит в себе
структура, и алмазные пленки с минимальной толщиной могут быть получе-
ны только при значительных давлениях.
Цель данной работы – изучить возможность синтеза в условиях высоких
давления и температуры (НРНТ-условиях) алмаза из графена в присутствии
растворителя углерода, т. е. при баротермических параметрах ниже прямого
перехода графита в алмаз.
ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА
В качестве n-слойных графенов использовали продукты производства
фирмы “Cheap Tubes Inc.”: Gn(4) – менее четырех слоев толщиной < 3 нм;
Gn(8) – 20–30 слоев толщиной 8 нм; размер пластинок был 150–3000 нм.
Как известно [15–17], одним из методов, дающих наиболее достоверную
идентификацию графена, является спектроскопия КРС.
На рис. 1 приведены спектры КРС образцов графена Gn(4) и Gn(8), кото-
рые измеряли в геометрии обратного рассеяния при возбуждении излучением
Ar-Kr-лазера с длиной волны λвозб = 488,0 нм. Спектры КРС регистрировали
при комнатной температуре с помощью тройного рамановского спектрометра
Horiba Jobin-Yvon T64000, который был оснащен конфокальным микроско-
пом Olympus BX41. Лазерное излучение фокусировали в пятно диаметром
1 мкм при мощности возбуждающего лазерного излучения не более 1 мВт.
Пространственное спектральное картографирование исследованного образца
проводили с помощью перемещения автоматизированного столика с шагом
0,1 мкм. Точность определения частоты спектральной линии была равна
∼ 0,15 см–1.
Известно [16], что для графита и графена характерны D-полоса (при
∼ 1360 см–1) для полносимметричного валентного колебания sp2-связанных
атомов в кольцах и G-полоса (при ∼ 1580 см–1) при валентном колебании
связи sp2-связанных атомов в цепочках и кольцах [16]. Кроме того, в графене
наблюдаются две дополнительные рамановские полосы D (∼ 2700 см–1) и 2D
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2017, № 2 7
(∼ 3250 см–1). Обе полосы возникают вследствие резонансного фононного
рассеяния второго порядка. Все отмеченные выше полосы наблюдаются в
используемых в данной работе марках графена (см. рис. 1).
3600 3200 2800 2400 2000 1600 1200
Рамановское смещение, см
–1
И
н
те
н
си
ве
ос
ть
, о
тн
. е
д.
а
3600 3200 2800 2400 2000 1600 1200
Рамановское смещение, см
–1
И
н
те
н
си
ве
ос
ть
, о
тн
. е
д.
б
Рис. 1. Спектры комбинационного рассеяния света образцов графена марки Gn(4) (а) и
Gn(8) (б).
В качестве растворителя углерода использовали порошки сплава Ni–Mn
(размером менее 63 мкм) и железа.
Порошки графена и растворителя углерода смешивали в соотношении
1:1 (по массе) обычно используемым методом приготовления шихты для
синтеза алмаза, при этом принимали все меры, предохраняющие компоненты
шихты от контакта с внешней средой.
Синтез алмаза из графита в системе Ni–Mn–C обычно проводят при дав-
лениях 4,5–6,0 ГПа и температурах 1200–1600 °С, продолжительность синте-
за в зависимости от р, Т-параметров составляет от 10 с до 20 мин. При более
низких р, Т-параметрах продукт синтеза содержит монокристаллы алмаза,
при более высоких р, Т-параметрах – поликристаллические сростки [1].
В данной работе для достоверного фиксирования фазового превращения
графен–алмаз были выбраны более высокие технологические параметры
(давление – 7,7 ГПа, температура – 1700 °С, продолжительность синтеза –
180 с), но при этом они были ниже технологических параметров прямого
превращения в алмаз.
Для создания необходимого рабочего давления использовали аппарат вы-
сокого давления (АВД), в наковальнях которого кроме центральных углубле-
ний и замков присутствуют кольцевые углубления в теле матрицы, форма
www.ism.kiev.ua/stm 8
которых напоминает тор, благодаря чему такие АВД получили обобщенное
название “тороид”. Применяемый в экспериментах по синтезу АВД имел
центральные углубления с диаметром 30 мм.
Эксперименты по синтезу проводили с использованием многопозицион-
ных матриц (рис. 2, а), которые изготавливали прессованием порошка при-
родного чешуйчатого графита с линейным размером частиц 0,5–10,0 мм и
толщиной ∼ 1 мм в специально разработанной пресс-форме.
Выбор многопозиционной матрицы связан с необходимостью обеспечения
в реакционном объеме давления не менее 7,7 ГПа. Для предотвращения кон-
такта содержимого реакционного объема с материалом многопозиционной
матрицы в ее отверстия помещали защитный экран из ниобиевой фольги
толщиной 0,05 мм.
Многопозиционную матрицу помещали в составной контейнер, централь-
ная часть (втулка) которого выточена из литографского камня, а периферий-
ная часть, имеющая тороидальную форму, спрессована из смеси крошки ли-
тографского камня со связующим (см. рис. 2, б).
а
б
Рис. 2. Сборка ячейки высокого давления для синтеза алмазов: а – подготовка многопози-
ционной матрицы из природного чешуйчатого графита (1), ниобиевые защитные экраны
(2); б – детали снаряжения: кольцо (1), втулка (2) и шайба из катлинита (3), стальной токо-
подвод (4), диск графитовый (5), диск молибденовый (6), многопозиционная матрица из
графита (7).
После цикла синтеза полученный продукт подвергали химической очистке
по стандартной методике [18].
Оценку результатов синтеза осуществляли с помощью стереомикроскопа
NBHG ZTX-3E (“Ningbo Huaguang Precision Instrument Co., Ltd.”, China) с
возможностью цифровой фиксации изображений исследуемых объектов.
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
На рис. 3 показан извлеченный из ячейки высокого давления продукт син-
теза, полученный с использованием графена Gn(4).
Как видно на рис. 3, в области контакта внешней стороны защитного эк-
рана и многопозиционной матрицы произошло превращение графита в алмаз
с образованием так называемой “короны”, представляющей собой поликри-
сталлическую алмазную друзу (рис. 4).
Этот факт свидетельствует о том, что эксперимент проходил в условиях,
соответствующих термодинамической стабильности алмаза.
В тоже время, как показал анализ продукта синтеза, при использовании
графена Gn(4) алмаз не образуется, а имеет место в условиях НРНТ некото-
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2017, № 2 9
рое упорядочение исходно разупорядоченных относительно друг друга нано-
размерных слоев графена, что проявляется на спектрах рентгеновской ди-
фракции (рис. 5).
Рис. 3. Продукт синтеза, полученный в
системе Gn(4)–(Ni–Mn): 1 – продукт
синтеза; 2 – остатки защитного экрана;
3 – поликристаллическая алмазная
друза.
Рис. 4. Оптическое изображение алмазной друзы
в “короне”: 1 – алмаз; 2 – сплав-растворитель
Ni–Mn.
12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 2θ, град
И
н
те
н
си
ве
ос
ть
, о
тн
. е
д.
а
12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 2θ, град
И
н
те
н
си
ве
ос
ть
, о
тн
. е
д.
б
Рис. 5. Спектр рентгеновской дифракции графена Gn(4): а – исходный графен; б – после
НРНТ-воздействия.
Следует иметь в виду, что методом, который достоверно идентифицирует
материал как графен, является, как уже выше отмечалось, спектроскопия
КРС. Получаемые же спектры рентгеновской дифракции графенов чаще все-
го имеют вид, характерный для углеграфитовых материалов, а именно, так
www.ism.kiev.ua/stm 10
называемых активированных углеродных материалов, представляющих со-
бой разупорядоченную трехмерную сетку наноразмерных частиц графита
[19, 20]. Поэтому в случае многослойных графенов анализ дифракционных
спектров позволяет судить только о степени упорядочения/разупорядочения
исследуемого материала в результате различного воздействия на него, в том
числе высоких давлений и температур.
Отсутствие процесса алмазообразования при синтезе из шихты, содержа-
щей в качестве источника углерода графен Gn(4), может быть связано со
следующими причинами. Во-первых, высокая стабильность при воздействии
высоких давлений структуры графена с небольшим числом слоев [11], веро-
ятно, препятствует образованию кристаллитов графита, являющихся центра-
ми кристаллизации алмаза, с размерами выше критических [21]. Во-вторых,
как было показано в [22], двухслойный графен, в отличие от однослойного,
вплоть до температуры 3300 К не имеет структурных дефектов, через кото-
рые может происходить инфильтрация расплава металла, т. е. в этом случае
существенно затруднено растворение графена в расплаве растворителя угле-
рода и, соответственно, зарождение и рост алмазной фазы. Кроме того, как
было показано многочисленными экспериментальными исследованиями [23],
для образования алмаза углеродный материал должен обладать достаточно
совершенной трехмерной упорядоченностью, но при этом процесс структур-
ного упорядочения плохо графитирующихся веществ протекает медленнее,
чем превращение графита в алмаз, что в конечном итоге препятствует обра-
зованию алмазной фазы.
Полученный с использованием графена Gn(4) продукт синтеза был из-
мельчен и повторно подвергнут воздействию высокого давления и темпера-
туры. Однако и в этом случае фазового превращения графен → алмаз не на-
блюдали, т. е. даже повторное НРНТ-воздействие не обеспечило в исполь-
зуемом углеродном материале трехмерное структурное упорядочение, доста-
точное для формирования графитовых кристаллитов с размерами выше кри-
тических.
В случае же использования графена Gn(8) после НРНТ-воздействия в про-
дукте синтеза изредка наблюдаются отдельные кристаллики алмаза (рис. 6).
Превращение в алмаз графена
Gn(8) при НРНТ-воздействии в
присутствии сплава-растворите-
ля оказалось возможным благо-
даря следующим факторам. В
зависимости от метода получе-
ния многослойных графенов они
обычно содержат структурные
дефекты, например дефекты
дислокационного типа, которые
проявляются в смещении фраг-
ментов графенового слоя друг
относительно друга [24]. В част-
ности, эти нарушения структуры
графена приводят к тому, что у
части атомов изменяется энергия связи с соседними атомами, при этом появ-
ляются атомы, имеющие меньшую энергию когезии [25]. В конечном итоге
это способствует растворению фрагментов графена в сплаве-растворителе с
Рис. 6. Кристаллы алмаза (указаны стрелками),
полученные при использовании графена Gn(8).
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2017, № 2 11
последующим формированием трехмерно-упорядоченных кристаллитов гра-
фита, выступающих как центры кристаллизации алмаза.
С другой стороны, согласно теоретических расчетов, проведенных в [6],
давление, требуемое для преобразования графеновой пленки в соответст-
вующую ей алмазную структуру, будет тем больше, чем меньше слоев со-
держит в себе структура, и превращение при соответствующих нашему экс-
перименту НРНТ-условиях будет происходить в том случае, когда количест-
во слоев в графене будет больше пяти.
При повторном использовании в шихте продукта синтеза, полученного с
использованием графена Gn(8), наблюдается образование множества мелких
кристаллов и поликристаллических сростков алмаза (рис. 7).
Подобные результаты были
получены также при использо-
вании железа в качестве раство-
рителя углерода.
Таким образом, при НРНТ-
воздействии в присутствии спла-
ва-растворителя углерода на
многослойный графен Gn(8) с
числом слоев более десяти про-
исходит его растворение в рас-
плаве сплава-растворителя с по-
следующей перекристаллизаци-
ей в основном в графит, но также
возможно формирование от-
дельных трехмерно-упорядочен-
ных кристаллитов графита, вы-
ступающих как центры кристаллизации алмаза, что в конечном итоге приво-
дит к синтезу в среде кристаллизации отдельных кристалликов алмаза.
При повторном НРНТ-воздействии на продукт синтеза количество цен-
тров кристаллизации становится достаточным для массового зарождения и
роста алмаза, что приводит к образованию в ростовой среде множества мел-
ких кристалликов и поликристаллических сростков алмаза.
ВЫВОДЫ
Синтез в НРНТ-условиях с использованием графена, имеющего менее че-
тырех слоев, и растворителя углерода не приводит к образованию алмаза, а
имеет место некоторое упорядочение исходно разупорядоченных относи-
тельно друг друга наноразмерных слоев графена, что проявляется на спек-
трах рентгеновской дифракции. При повторном НРНТ-воздействии на про-
дукт синтеза образование алмаза также не наблюдается.
При использовании в шихте n-слойного графена с количеством слоев бо-
лее десяти в продукте синтеза изредка наблюдается образование отдельных
кристаллов алмаза.
При повторном НРНТ-воздействии на продукт синтеза с использованием
графена Gn(8) наблюдается образование множества мелких кристаллов и
поликристаллических сростков алмаза.
Експериментально вивчено вплив високого тиску (7,7 ГПа) і темпера-
тури (1700 °С) у присутності розчинників вуглецю (сплав Ni–Mn, залізо) на фазові перет-
ворення як графенових пластинок з високим ступенем кристалічності, що мають менше
чотирьох моношарів, і товщина яких не перевищує 5 нм, так і порошків багатошарових
Рис. 7. Алмазная друза, полученная при по-
вторном НРНТ-воздействии на продукт синтеза
с использованием графена Gn(8).
www.ism.kiev.ua/stm 12
графенів (10–20 моношарів) товщиною 8–12 нм. Встановлено фактори, які як сприяють,
так і перешкоджають синтезу алмазу з графена в присутності розчинників вуглецю.
Показано, що переважним є механізм перетворення багатошарових графенів у алмаз при
високому тиску і температурі по двостадійній схемі синтезу алмазу (тобто після три-
вимірного структурного упорядкування графену на першій стадії).
Ключові слова: графен, графіт, алмаз, синтез, фазове перетворення.
Experimentally studied the influence of high pressure (7.7 GPa) and tem-
perature (1700 °C) in the presence of carbon solvents (Ni–Mn alloy, iron) to phase transforma-
tions like graphene plates with high crystallinity having less than four monolayers, and not
thickness more than 5 nm and powders multilayered graphene (10–20 monolayers) of thickness
8–12 nm. The factors contributing to how and preventing the synthesis of diamond in the pres-
ence of carbon graphene solvents. It is shown that the conversion mechanism is preferred multi-
layered graphene into diamond at high pressure and temperature of the two-stage synthesis
scheme diamond (after the three-dimensional structural ordering of graphene in the first stage).
Keywords: graphene, graphite, diamond, synthesis, phase transformation.
1. Shul’zhenko A. A. Synthesis of diamond crystals at high static pressures // Proc. 15th Int.
Symp. “High Purity Materials in Science and Technology“, Dresden, GDR, 5–9 May, 1980. –
Dresden: Zentralinstitut für Festkӧrperphysik und Werkstoffforschung, 1980. – P. 122–128.
2. Wentorf R. H. The behavior of some carbonaceous materials at very high pressures and high
temperatures // J. Phys. Chem. – 1965. – 69, N 9. – P. 3063–3069.
3. Прихна А. И., Шульженко А. А., Житнецкий В. И. и др. Влияние структуры графита на
синтез алмазов // Сверхтв. материалы. – 1980. – № 2. – С. 3–5.
4. Прихна А. И., Шульженко А. А., Кацай М. Я. К вопрпосу о роли кристаллитов графита в
процессе синтеза алмаза // Синтет. алмазы. – 1974. – № 4. – С. 3–8.
5. Шульженко А. А., Соколов А. Н. Влияние размера частиц графита (включая нанодиапа-
зон) на р, Т-условия синтеза алмаза // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології. –
2008. – 64, № 4. – С. 1219–1226.
6. Сорокин П. Б. Теоретические исследования физико-химических свойств низкоразмер-
ных структур: Автореф. дис. … д-ра физ.-мат. наук. – М., 2014. – 47 с.
7. Novoselov K. S., Geim A. K., Morozov S. V. et al. Electric field effect in atomically thin car-
bon films // Science. – 2004. – 306, N 10. – P. 666–669.
8. Костогруд И. А., Замчий А. А., Баранов Е. А. и др. Синтез многослойного графена мето-
дом газофазного осаждения на меди // Современные проблемы науки и образования. –
2013. – № 5 [Электронный ресурс]. – http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=
10279.
9. Morozov S. V., Novoselov K. S., Katsnelson M. I. et al. Giant intrinsic carrier mobilities in
graphene and its bilayer // Phys. Rev. Lett. – 2008. – 100, art. 016602.
10. Clark S. M., Jeon K.-J., Chen J.-Y., Yoo Ch.-Sh. Few-layer graphene under high pressure:
Raman and X-ray diffraction studies // Solid State Comm. – 2013. – 154, N 1. – P. 15–18.
11. Lu Sh., Yao M., Yang X. et al. High pressure transformation of graphene nanoplates: a Raman
study // Chem. Phys. Let. – 2013. – 585. – P. 101–106.
12. Антипина Л. Ю., Сорокина Т. П., Сорокин П. Б. Превращение многослойного графена
в алмазную пленку под действием химической функционализации: теоретическое изу-
чение // Девятая Международ. конф. “Углерод: фундаментальные проблемы науки,
материаловедение, технология”: Сб. тез. докл. – М., Троицк, 2014. – С. 32–34.
13. Квашнин А. Г. Сорокин П. Б., Billups W. E. Образование наноалмазов в аморфном уг-
лероде под действием ионизирующего излучения // Девятая Междунар. конф. “Угле-
род: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология”: Сб. тез. докл.
– М., Троицк, 2014. – С. 216–218.
14. Kvashnin A. G., Chernozatonskii L. A., Yakobson B. I., Sorokin P. B. Phase diagram of quasi-
two-dimensional carbon // Nano Lett. – 2014. – 14, N 2. – P. 676–681.
15. Ferrari A. C., Meyer J. C., Scardaci V. et al. Raman spectrum of graphene and graphene
layers // Phys. Rev. Lett. – 2006. – 97, N 18. – art. 187401(4).
16. Шмидт У., Диинг Т., Ибах В., Холлрихер О. Исследование графена: конфокальная
рамановская и атомно-силовая микроскопии // Наноиндустрия. – 2012. – 36, № 6. –
С. 48–51.
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2017, № 2 13
17. Casiraghi C., Hartschuh A., Qian H. et al. Raman spectroscopy of graphene edges // Nano
Lett. – 2009. – 9, N 4. – 1434–1441.
18. Новиков Н. В., Федосеев Д. В., Шульженко А. А., Богатырева Г. П. Синтез алмазов /
Под ред. Н. В. Новикова. – К.: Наук. думка, 1987. – 160 с.
19. Шулепов С. В. Физика углеграфитовых материалов. – М.: Металлургия, 1968. – 254 с.
20. Саенко Н. С., Зиатдинов А. М. Оценка размеров наночастиц графита из спектров рент-
геновской дифракции активированных углеродных волокон без использования фор-
мулы Шеррера // Восьмая Международ. конф. “Углерод: фундаментальные проблемы
науки, материаловедение, технология”: Сб. тез. докл. – М., Троицк, 2014. – С. 422–427.
21. Лоладзе Н. Т., Поляков В. П., Федосеев Д. В. Зависимость процесса алмазообразования
от размера кристаллитов исходного углеродного материала // Коллоид. журн. – 1987. –
49, № 2. – С. 352–353.
22. Галашев А. Е. Компьютерное моделирование нагрева пленок никеля на двухслойном
графене // Физика твердого тела. – 2014. – 56, № 5. – С. 1009–1014.
23. Чепуров А. И., Федоров И. И., Сонин В. М. Экспериментальное моделирование процес-
сов алмазообразования / Науч. ред. А. И. Чепуров, А. Г. Кирдяшкин. – Новосибирск:
Изд-во СО РАН, НИЦ ОИГГМ, 1997. – 196 с.
24. Елецкий А. В., Искандарова И. М., Книжник А. А., Красиков Д. Н. Графен: методы
получения и теплофизические свойства // Успехи физ. наук. – 2011. – 181, № 3. –
С. 233–268.
25. Ядгаров И. Д., Стельмах В. Г., Расулов А. М., Джурахалов А. А. Дефекты в графене в
результате рассеяния им атомов углерода с энергиями 10 и 100 eV // Журн. техн.
физики. – 2015. – 85, № 3. – С. 156–158.
Поступила 25.05.16
<<
/ASCII85EncodePages false
/AllowTransparency false
/AutoPositionEPSFiles true
/AutoRotatePages /None
/Binding /Left
/CalGrayProfile (Dot Gain 20%)
/CalRGBProfile (sRGB IEC61966-2.1)
/CalCMYKProfile (U.S. Web Coated \050SWOP\051 v2)
/sRGBProfile (sRGB IEC61966-2.1)
/CannotEmbedFontPolicy /Warning
/CompatibilityLevel 1.4
/CompressObjects /Off
/CompressPages true
/ConvertImagesToIndexed true
/PassThroughJPEGImages true
/CreateJobTicket false
/DefaultRenderingIntent /Default
/DetectBlends true
/DetectCurves 0.1000
/ColorConversionStrategy /LeaveColorUnchanged
/DoThumbnails true
/EmbedAllFonts true
/EmbedOpenType false
/ParseICCProfilesInComments true
/EmbedJobOptions true
/DSCReportingLevel 0
/EmitDSCWarnings false
/EndPage -1
/ImageMemory 1048576
/LockDistillerParams true
/MaxSubsetPct 100
/Optimize false
/OPM 1
/ParseDSCComments true
/ParseDSCCommentsForDocInfo true
/PreserveCopyPage true
/PreserveDICMYKValues true
/PreserveEPSInfo true
/PreserveFlatness true
/PreserveHalftoneInfo false
/PreserveOPIComments false
/PreserveOverprintSettings true
/StartPage 1
/SubsetFonts true
/TransferFunctionInfo /Remove
/UCRandBGInfo /Preserve
/UsePrologue false
/ColorSettingsFile ()
/AlwaysEmbed [ true
]
/NeverEmbed [ true
]
/AntiAliasColorImages false
/CropColorImages true
/ColorImageMinResolution 300
/ColorImageMinResolutionPolicy /OK
/DownsampleColorImages false
/ColorImageDownsampleType /Bicubic
/ColorImageResolution 300
/ColorImageDepth 8
/ColorImageMinDownsampleDepth 1
/ColorImageDownsampleThreshold 1.50000
/EncodeColorImages true
/ColorImageFilter /FlateEncode
/AutoFilterColorImages false
/ColorImageAutoFilterStrategy /JPEG
/ColorACSImageDict <<
/QFactor 0.15
/HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1]
>>
/ColorImageDict <<
/QFactor 0.15
/HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1]
>>
/JPEG2000ColorACSImageDict <<
/TileWidth 256
/TileHeight 256
/Quality 30
>>
/JPEG2000ColorImageDict <<
/TileWidth 256
/TileHeight 256
/Quality 30
>>
/AntiAliasGrayImages false
/CropGrayImages true
/GrayImageMinResolution 300
/GrayImageMinResolutionPolicy /OK
/DownsampleGrayImages false
/GrayImageDownsampleType /Bicubic
/GrayImageResolution 300
/GrayImageDepth 8
/GrayImageMinDownsampleDepth 2
/GrayImageDownsampleThreshold 1.50000
/EncodeGrayImages true
/GrayImageFilter /FlateEncode
/AutoFilterGrayImages false
/GrayImageAutoFilterStrategy /JPEG
/GrayACSImageDict <<
/QFactor 0.15
/HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1]
>>
/GrayImageDict <<
/QFactor 0.15
/HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1]
>>
/JPEG2000GrayACSImageDict <<
/TileWidth 256
/TileHeight 256
/Quality 30
>>
/JPEG2000GrayImageDict <<
/TileWidth 256
/TileHeight 256
/Quality 30
>>
/AntiAliasMonoImages false
/CropMonoImages true
/MonoImageMinResolution 1200
/MonoImageMinResolutionPolicy /OK
/DownsampleMonoImages false
/MonoImageDownsampleType /Bicubic
/MonoImageResolution 1200
/MonoImageDepth -1
/MonoImageDownsampleThreshold 1.50000
/EncodeMonoImages true
/MonoImageFilter /CCITTFaxEncode
/MonoImageDict <<
/K -1
>>
/AllowPSXObjects false
/CheckCompliance [
/None
]
/PDFX1aCheck false
/PDFX3Check false
/PDFXCompliantPDFOnly false
/PDFXNoTrimBoxError true
/PDFXTrimBoxToMediaBoxOffset [
0.00000
0.00000
0.00000
0.00000
]
/PDFXSetBleedBoxToMediaBox true
/PDFXBleedBoxToTrimBoxOffset [
0.00000
0.00000
0.00000
0.00000
]
/PDFXOutputIntentProfile (None)
/PDFXOutputConditionIdentifier ()
/PDFXOutputCondition ()
/PDFXRegistryName ()
/PDFXTrapped /False
/CreateJDFFile false
/Description <<
/CHS <FEFF4f7f75288fd94e9b8bbe5b9a521b5efa7684002000500044004600206587686353ef901a8fc7684c976262535370673a548c002000700072006f006f00660065007200208fdb884c9ad88d2891cf62535370300260a853ef4ee54f7f75280020004100630072006f0062006100740020548c002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e003000204ee553ca66f49ad87248672c676562535f00521b5efa768400200050004400460020658768633002>
/CHT <FEFF4f7f752890194e9b8a2d7f6e5efa7acb7684002000410064006f006200650020005000440046002065874ef653ef5728684c9762537088686a5f548c002000700072006f006f00660065007200204e0a73725f979ad854c18cea7684521753706548679c300260a853ef4ee54f7f75280020004100630072006f0062006100740020548c002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e003000204ee553ca66f49ad87248672c4f86958b555f5df25efa7acb76840020005000440046002065874ef63002>
/DAN <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>
/DEU <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>
/ESP <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>
/FRA <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>
/ITA <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>
/JPN <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>
/KOR <FEFFc7740020c124c815c7440020c0acc6a9d558c5ec0020b370c2a4d06cd0d10020d504b9b0d1300020bc0f0020ad50c815ae30c5d0c11c0020ace0d488c9c8b85c0020c778c1c4d560002000410064006f0062006500200050004400460020bb38c11cb97c0020c791c131d569b2c8b2e4002e0020c774b807ac8c0020c791c131b41c00200050004400460020bb38c11cb2940020004100630072006f0062006100740020bc0f002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e00300020c774c0c1c5d0c11c0020c5f40020c2180020c788c2b5b2c8b2e4002e>
/NLD (Gebruik deze instellingen om Adobe PDF-documenten te maken voor kwaliteitsafdrukken op desktopprinters en proofers. De gemaakte PDF-documenten kunnen worden geopend met Acrobat en Adobe Reader 5.0 en hoger.)
/NOR <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>
/PTB <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>
/SUO <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>
/SVE <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>
/ENU (Use these settings to create Adobe PDF documents for quality printing on desktop printers and proofers. Created PDF documents can be opened with Acrobat and Adobe Reader 5.0 and later.)
/RUS ()
>>
/Namespace [
(Adobe)
(Common)
(1.0)
]
/OtherNamespaces [
<<
/AsReaderSpreads false
/CropImagesToFrames true
/ErrorControl /WarnAndContinue
/FlattenerIgnoreSpreadOverrides false
/IncludeGuidesGrids false
/IncludeNonPrinting false
/IncludeSlug false
/Namespace [
(Adobe)
(InDesign)
(4.0)
]
/OmitPlacedBitmaps false
/OmitPlacedEPS false
/OmitPlacedPDF false
/SimulateOverprint /Legacy
>>
<<
/AddBleedMarks false
/AddColorBars false
/AddCropMarks false
/AddPageInfo false
/AddRegMarks false
/ConvertColors /NoConversion
/DestinationProfileName ()
/DestinationProfileSelector /NA
/Downsample16BitImages true
/FlattenerPreset <<
/PresetSelector /MediumResolution
>>
/FormElements false
/GenerateStructure true
/IncludeBookmarks false
/IncludeHyperlinks false
/IncludeInteractive false
/IncludeLayers false
/IncludeProfiles true
/MultimediaHandling /UseObjectSettings
/Namespace [
(Adobe)
(CreativeSuite)
(2.0)
]
/PDFXOutputIntentProfileSelector /NA
/PreserveEditing true
/UntaggedCMYKHandling /LeaveUntagged
/UntaggedRGBHandling /LeaveUntagged
/UseDocumentBleed false
>>
]
>> setdistillerparams
<<
/HWResolution [2400 2400]
/PageSize [612.000 792.000]
>> setpagedevice
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-160102 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0203-3119 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:49:13Z |
| publishDate | 2017 |
| publisher | Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Шульженко, А.А. Яворска, Л. Соколов, А.Н. Гаргин, В.Г. Белявина, Н.Н. 2019-10-22T19:42:50Z 2019-10-22T19:42:50Z 2017 Фазовые превращения n-слойных графенов в алмаз в условиях высоких давлений и температур / А.А. Шульженко, Л. Яворска, А.Н. Соколов, В.Г. Гаргин, Н.Н. Белявина // Сверхтвердые материалы. — 2017. — № 2. — С. 3-13. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. 0203-3119 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160102 48.661.66+539.233 Экспериментально изучено влияние высокого давления (7,7 ГПа) и температуры (1700 °С) в присутствии растворителей углерода (сплав Ni–Mn, железо) на фазовые превращения как графеновых пластинок с высокой степенью кристалличности, имеющих менее четырех монослоев, и толщиной не превышающей 5 нм, так и порошков многослойных графенов (10–20 монослоев) толщиной 8–12 нм. Установлены факторы как способствующие, так и препятствующие синтезу алмаза из графена в присутствии растворителей углерода. Показано, что предпочтительным является механизм превращения многослойных графенов в алмаз при высоком давлении и температуре по двухстадийной схеме синтеза алмаза (т. е. после трехмерного структурного упорядочения графена на первой стадии). Експериментально вивчено вплив високого тиску (7,7 ГПа) і температури (1700 °С) у присутності розчинників вуглецю (сплав Ni–Mn, залізо) на фазові перетворення як графенових пластинок з високим ступенем кристалічності, що мають менше чотирьох моношарів, і товщина яких не перевищує 5 нм, так і порошків багатошарових 
 графенів (10–20 моношарів) товщиною 8–12 нм. Встановлено фактори, які як сприяють, так і перешкоджають синтезу алмазу з графена в присутності розчинників вуглецю. Показано, що переважним є механізм перетворення багатошарових графенів у алмаз при високому тиску і температурі по двостадійній схемі синтезу алмазу (тобто після тривимірного структурного упорядкування графену на першій стадії). Experimentally studied the influence of high pressure (7.7 GPa) and temperature (1700 °C) in the presence of carbon solvents (Ni–Mn alloy, iron) to phase transformations like graphene plates with high crystallinity having less than four monolayers, and not thickness more than 5 nm and powders multilayered graphene (10–20 monolayers) of thickness 8–12 nm. The factors contributing to how and preventing the synthesis of diamond in the presence of carbon graphene solvents. It is shown that the conversion mechanism is preferred multilayered graphene into diamond at high pressure and temperature of the two-stage synthesis scheme diamond (after the three-dimensional structural ordering of graphene in the first stage). ru Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України Сверхтвердые материалы Получение, структура, свойства Фазовые превращения n-слойных графенов в алмаз в условиях высоких давлений и температур Article published earlier |
| spellingShingle | Фазовые превращения n-слойных графенов в алмаз в условиях высоких давлений и температур Шульженко, А.А. Яворска, Л. Соколов, А.Н. Гаргин, В.Г. Белявина, Н.Н. Получение, структура, свойства |
| title | Фазовые превращения n-слойных графенов в алмаз в условиях высоких давлений и температур |
| title_full | Фазовые превращения n-слойных графенов в алмаз в условиях высоких давлений и температур |
| title_fullStr | Фазовые превращения n-слойных графенов в алмаз в условиях высоких давлений и температур |
| title_full_unstemmed | Фазовые превращения n-слойных графенов в алмаз в условиях высоких давлений и температур |
| title_short | Фазовые превращения n-слойных графенов в алмаз в условиях высоких давлений и температур |
| title_sort | фазовые превращения n-слойных графенов в алмаз в условиях высоких давлений и температур |
| topic | Получение, структура, свойства |
| topic_facet | Получение, структура, свойства |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160102 |
| work_keys_str_mv | AT šulʹženkoaa fazovyeprevraŝeniânsloinyhgrafenovvalmazvusloviâhvysokihdavleniiitemperatur AT âvorskal fazovyeprevraŝeniânsloinyhgrafenovvalmazvusloviâhvysokihdavleniiitemperatur AT sokolovan fazovyeprevraŝeniânsloinyhgrafenovvalmazvusloviâhvysokihdavleniiitemperatur AT garginvg fazovyeprevraŝeniânsloinyhgrafenovvalmazvusloviâhvysokihdavleniiitemperatur AT belâvinann fazovyeprevraŝeniânsloinyhgrafenovvalmazvusloviâhvysokihdavleniiitemperatur |