Carbon. 1977. Vol. IS. pp. 45-46. Pergamon Press. Printed in Great Britain

LETTERS TO THE EDITOR

Conductibiliti Clectrique des cornposh lamellaires gaphite-!SbF, et gapbite-SbCI,

(Received 29 September 1976)

L’insertion d’atomes ou de molecules s’accompagne d’une augmentation importante de la conductibilite tlectrique paral- Ielement aux feuillets graphitiques[l-31. Des mesures rtcentes[4] semblaient indiquer que la rtsistivite des composts graphite-SbF, &it inftrieure a celle du cuivre.

Les travaux realisbs au laboratoire [5] ont permis de preciser les caracteristiques des composts graphite-SbCl, et graphite-SbF, Les mesures de conductibilite sont effectuees sur ces composes par la m&ode potentiomdtrique B quatre points selon la technique mise au point par Ubbelohde et a/.[6]. Les composes sont p&parks, en tube scellt, par action diiecte du reactif en phase vapeur a partir de lamelles de pyrographite H.O.P.G. avec des connexions en platine.

L’insertion du pentafluorure d’antimoine est realisee progres- sivement en maintenant la temptrature de lkhantillon toujours Iegerement supdrieure a celle du rtactif. Sur une periode de 10 jours la temptrature du reactif a tte portte de 20 a EOT, temperature optimale pour obtenir le compost bleu acier du ler stade de composition &,SbF, et de distance interplanaire 8.46 A[7]. Un cyhndre de pyrographite H.O.P.G. est placC a c6te de I’echantillon dans le tube reacteur ce qui permet de suivre l’tvolution de I’insertion par dilatombtrie. La resistance Clectrique varie tres rapidement avec la teneur en reactif in&C au debut de la rbaction, puis Cvolue plus lentement. La rbsistivite des composes graphite-SbF’, calculte en tenant compte de la dilatation de l’echantillon varie de 5 x lo-’ G m pour le graphite a 8 x 10-*fJ . m pour le compost limite (Fig. 1); la resistivite du compose du 3b stade est Cgale a 18 x lo-* fl m. Ces donnees sont en accord avec celles obtenues par Thompson et al.[E]. Ainsi les valeurs signakes antbieurement[4], trbs infbrieures a celle du cuivre (1.7 X lo-*G m) ne peuvent Btre attribues uniquement a ce compost. En outre, ces valeurs montrent que la resistivitt du compost du ler stade graphite-SbF, est inferieure a celle des nitrates de graphite [2,9]. La variation de rbsistivit6 de ce compose en fonction de la temperature est analogue a celle des metaux a:YiK = 0.03.

,------_ -- *aljet ,

AL/ LO

1M

100

50

0

,x (

10 20 30 40 50 f1o~*.m

Fig. 1. RCsistivitC des composes graphite-SbF, a 20°C.

La rdsistivite des composes graphite-SbC& a Cte ttudite dans des conditions analogues. Des que l’insertion commence, soit vers 7O”C, la conductibilite augmente rapidement, elle se stabilise avec la formation du composC defini du 3t stade [5] de formule C,$bCl, et de distance interplanaire dj = 9.36 8, + (2 x 3.35 A). Des 14O”C, le pentachlorure d’antimoine se dissocie partiellement en lib&ant du chlore qui attaque les depbts Clectrolytiques d’or sur I’echantillon quatre points et provoque la formation de trichlorure d’or. Cet halogenure s’insere Cgalement dans le graphite[lO] ce qui nous a permis d’obtenir incidemment un produit inedit contenant environ 60% de compost du ler stade graphite-SbCl, et 40% de compost graphite-AuCl,. Les rCsistivites des composds graphite- SbCI, du 35 stade et de ce compose mixte sont voisines de celle du compost graphite-SbF, soit 8 x IO-‘Q . m. Par contre, la variation de resistkite en fonction de la temperature pour ces composts, presente un point anguleux vers -40°C (Fig. 2). A basse temperature, le coefficient (1 pour valeur a = 0.03 tandis qu’a temperature plus Clevte il est tgal a a = 0.02. Cette anomalie ne semble pas correspondre a une rtorganisation du reactif interlamellaire analogue a celle des nitrates de graphite [9,11]; les cliches de diffraction de rayons X effectues sur monocristaux, a ditferentes temperatures &ant identiques. Cependant I’analyse enthalpique differentielle revMe un effet thermique faible et reversible a cette temperature; la nature de la transformation qui apparait a cette temperature n’a pu &tre encore &lucid&e.

l- comp& graphite -SbC$ (3%ode)

Z- compose gmph~te-SbC~AuC13(l%tad~)

/

2

1

$

1/11-/ 1

I,5

-200 -150 -100 50 0 50 -c

Fig. 2. Variation de resistivite des composes graphite-SbCl, et graphite-SbCl,-AuCl,.

La conductibilite des composes graphite-SbF, et graphite- SbCl, bien que suptrieure a celle du graphite (X6) reste encore inftrieure a celle du cuivre, actuellement seuls les nitrates de graphite[9,12] sont meilleurs conducteurs que le cuivre a basse temperature (- 80°C).

Laboratoire de Chimie Minerale Appliquie associe’ au CNRS N” 158 Case Oficielie n” 140 54037 Nancy Cedex, France

H. FUZELLIER

J. MELIN

.4. HEROLD

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46 Letters to the Editor

BJBLIOGRAPHIE

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CNRS A0 9580.