型c1~3)。其中有代表性的是Double的圆维螺旋模型3)，即-一个球状石墨是由多个圆锥体 从球心向外螺旋生长形成的。陈熙琛等(4)用SEM和离子刻蚀技术，从石墨球的赤道截面开 始逐渐地向球心腐蚀，观察到圆锥状螺旋体的形态，并认为螺旋面是石墨的{0001}结晶面。 然而，更进一步弄清石墨球的显微结构及生长机理，由于制样方面的原因很难继续深入地研 究，同时，哪种结构模型更合理，也无法用实验结果来检验和修正。本文用透射式电子显微 镜研究了球状石墨的显微结构及其生长模型。 1球状石墨的显微结构及其生长模型 作者使用透射式电子显微镜，在球状石墨的剖面上观察到：球状石墨是由石墨片品及其 聚集体形成的扇形组织所组成，见图1。石墨片晶的<0001)方向都近似平行于石墨球的半径 方向，见图2。在一个扇形区域内的片晶相互间有一个约±10°的取向差。相邻扇形的石墨 片晶其<0001>方向相差更大。图2中，〔0001a与〔0001)a夹角为39°，〔0001)m与C0001)c夹 角为53°。而且石墨片品的弯曲生长、分枝和嵌镶等现象都可在球状石墨的剖面上看到5)。 这些结果表明，一个球状石墨是由多个圆锥体组成的，这些圆锥体的页朝着球心，它 0.25μm 图1一个典型的石最球的显微结构 图2具有三个扇形的石盛球的显微结构，每个区域 Fig.]A microstructure of a well- 的石强原晶的〔002)方向都用箭头指出 developed G.S. Fig.2 The microstructure of G.S,with three fan areas 们以螺旋方式向外生长而成，见图3a。这和Double最初的基本构思是一致的。但是对于单 个圆锥体结构上的细节与Doubl是不同的。这个问题将在分析完石墨结构的特点后再予以详 尽地讨论。 石墨结构的六角面网，{0001}面内，碳原子的键长为0.1415nm,而面网的层间距为 0.34nm,是弱的Van der Waals键，两个方向键强差别很大。石墨的这一结构特点决定了 石墨生长的各向异性。它的{0001}是择优生长面，因此自然生长的石墨都是层状结构。另 外，根据石墨的结构特点从理论上分析，石墨{0001}的六角网络中的原子由于某种原因（例 如外来原子的插入)从原子角度看偏离或扭转是很小的（不到1度）。偏离或扭转的结果可 131型 〔 ’ 一 “ ’ 。 其 中有代 表性的是D o ub el 的圆锥螺旋模型 〔 “ 〕 , 即一 个球 状石 墨是 由多 个 圆 锥 体 从球心 向外螺 旋生长形 成的 。 陈熙探等 ` 4 ’ 用 S E M 和离子刻 蚀 技术 , 从石墨 球 的赤道 截面开 始逐 渐地 向球 心腐蚀 , 观察到 圆锥状螺旋体的形 态 , 并认 为螺旋 面 是石 墨 的 { 0 0 0 1 }结 晶面 。 然而 , 更进 一步弄清石墨球的显微结构及生长机理 , 由于 制样方面 的原 因很难 继续深 人地 研 究 , 同时 , 哪种结构模型更合理 , 也无 法用 实验结果来检验 和修正 。 本文 用透射式电 子显微 镜研 究了 球状石 墨的显 微结构及 其生长模型 。 球 状石墨的显微结构及其生长模型 作者使 用透射式电 子显 微镜 , 在球 状石 墨 的剖面上 观察到 : 球 状石墨是 由石墨片晶及其 聚集体形成 的扇形组织所组成 , 见 图 1 。 石 墨片 晶 的 ( 0 0 0 1 > 方向都近似平行于石墨球 的半径 方向 , 见 图 2 。 在一 个扇 形区域内的片 晶相 互 间有一个 约 士 1 0 “ 的取 向差 。 相 邻扇形的 石墨 片晶其 <0 0 0 1 >方向相 差更 大 。 图 2 中 , 〔0 0 0 2〕 、 与〔0 0 0 1〕 B 夹角为3 9 “ , 〔0 0 0 1〕 。 与〔0 0 0 1〕 。 夹 角为5 3 “ 。 而且 石墨片晶的弯曲生长 、 分枝 和 嵌镶等现象都可在球状石墨 的剖面 上看到 〔 “ ’ 。 这 些结果表明 , 一 个球状石墨 是 由多个 圆 锥体组成 的 , 这 些圆 锥体 的锥顶 朝着球心 , 它 图 1 一 个典型 的石墨球 的显微 结构 F 19 . 1 A m i e r o s t r u e t u r e o f 几 w e l l - d e v e l o P e d G . 5 . 图 2 具有三个扇形 的石 墨球的 显微结构 , 每个区域 的石 墨原晶 的 〔。。 2〕方向都用 箭头 指 出 F 19 . 2 T h e m i e r o s t r u e t u r e o f G . S . w 是t h t h r e o f a n a r e a s 们 以螺旋方式向外生长而成 , 见 图 3 a 。 这 和 D o ub le 最初的基本构思是一致 的 。 但是对 于单 个 圆锥 体结 构上 的细节 与 D o ub le 是 不 同 的 。 这 个 问题 将在分析完石 墨结构 的特点 后再予以 详 尽地 讨 论 。 石 墨 结构 的六角面 网 , ( 0 0 0 1 }面 内 , 碳 原子 的键长为 。 . 1 41 5n m , 而 面网 的 层 间 距 为 0 . 34 n m , 是 弱 的 V an de r W a a ls 键 , 两 个方向 键强 差别很大 。 石墨 的这 一结 构特 点决 定 了 石墨 生长 的各向异 性 。 它 的 { 。 0 0 1} 是择优生长面 , 因此 自然 生长的石 墨都是 层 状 结 构 。 另 外 , 根 据石 墨 的结 构特 点从理论 上 分析 , 石墨 { 0 0 0 1 }的 六角网 络 中的原 子 由于 某种 原因 ( 例 如外来原子 的插入 ) 从原子 角度看 偏离或扭转是很 小 的 ( 不 到 1 度) 。 偏离或扭转 的结果可 飞3 几