Влияние растворенного кислорода на тепловое расширение и полиаморфизм фуллерита С₆₀

Abstract

В интервале температур 2,2–24 К исследованы температурные зависимости коэффициента линейного теплового расширения растворов O₂–С₆₀ с заполнением кислородом 20 и 80% октаэдрических полостей фуллерита. Обнаружен гистерезис зависимости (T), свидетельствующий о сосуществовании в этих растворах двух типов ориентационных стекол. Сопоставлено поведение таких стекол. Определены характеристические времена реориентации молекул С₆₀ и фазовых превращений в изученных растворах. При повышении температуры раствора O₂–С₆₀ с концентрацией кислорода 20 мол.% до 450 °С проявлялось химическое взаимодействие кислорода с молекулами С₆₀. Удалось разделить влияние химической и физической сорбций кислорода на тепловое расширение поликристаллического фуллерита С₆₀.

В інтервалі температур 2,2 – 24 К досліджено температурні залежності коефіцієнта лінійного теплового розширення розчинів O₂–С₆₀ із заповненням киснем 20 і 80% октаедричних порожнин фулериту. Виявлено гістерезис залежності (T), що свідчить про співіснування у цих розчинах двох типів орієнтаційних стекол. Зіставлено поводження таких стекол. Визначено характеристичні часи реорієнтації молекул С₆₀ і фазових перетворень у вивчених розчинах. При підвищенні температури розчину O₂–С₆₀ з концентрацією кисню 20 мол.% до 450 °С проявлялася хімічна взаємодія кисню з молекулами С₆₀. Вдалося розділити вплив хімічної і фізичної сорбцій кисню на теплове розширення полікристалічного фулериту С₆₀.

The temperature dependences of linear thermal expansion coefficient (T) were investigated on the O₂–C₆₀ solutions with the 20 and 80% O₂ occupancy of the octahedral sites . The measurement interval was 2.2–24 K. A hysteresis was observed in the dependence (T), which points to the coexistence of two types of orientational glasses in both solutions. The behavior of these glasses was compared. The characteristic times of C₆₀ reorientation and phase transformations in the solutions were estimated. As the temperature of the 20 mol.% O₂–C₆₀ solution was increased up to 450 °C, oxygen entered into the chemical interaction with the C₆₀ molecules. This investigation has permitted us to separate the effects of chemical and physical sorption of O₂ on the thermal expansion of polycrystalline C₆₀