FR2542496A1 - Compose d'intercalation ternaire d'un graphite avec un fluorure metallique et du fluor, procede pour sa preparation, et materiau electriquement conducteur comprenant le compose d'intercalation ternaire - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN NOUVEAU COMPOSE D'INTERCALATION TERNAIRE D'UN GRAPHITE AVEC UN FLUORURE METALLIQUE ET DU FLUOR. CE COMPOSE D'INTERCALATION EST REPRESENTE PAR LA FORMULE CF(MF) DANS LAQUELLE M EST UN METAL PRODUIT PAR LA REACTION D'UN MATERIAU DE GRAPHITE AVEC UN FLUORURE METALLIQUE DANS UNE ATMOSPHERE DE FLUOR GAZ A UNE TEMPERATURE DE 0C A 400C POUR AU MOINS UNE PERIODE DE TEMPS SUFFISANTE POUR EFFECTUER UNE AUGMENTATION EN POIDS DANS LE GRAPHITE. LE COMPOSE D'INTERCALATION DE GRAPHITE TERNAIRE AINSI OBTENU PRESENTE NON SEULEMENT UNE EXCELLENTE STABILITE A L'HUMIDITE MAIS EGALEMENT UNE CONDUCTIVITE ELECTRIQUE ELEVEE DE SORTE QU'IL EST EN PRATIQUE UTILISE COMME NOUVEAU MATERIAU ELECTRIQUEMENT CONDUCTEUR ET COMME CATALYSEUR DE REACTION ORGANIQUE.

Description

L'invention concerne un nouveau composé d'intercalation au graphite Plus

particulièrement, la présente invention concerne un composé d'intercalation ternaire d'un graphite avec un fluorure métallique et du fluor qui est non seulement stable à l'humidité mais

également présente une excellente conductivité électrique.

La présente invention concerne également un procédé de préparation du composé d'intercalation ternaire d'un graphique avec un fluorure métallique et du fluor La Jo présente invention est encore concernée avec un matériau

électriquement conducteur comprenant le composé d'inter-

calation ternaire d'un graphite avec un fluorure métallique

et du fluor.

Dans les années récentes, l'attention a été donnée de manière croissante à des composés d'intercalation de graphite de fluorures à cause de leurs excellentes conductivités électriques Cependant, la plupart des composés d'intercalation au graphite conventionnellement connus aux fluorures sont mauvais en stabilité à l'humidité de sorte qu'ils se décomposent immédiatement lors de l'exposition à l'air et, à cause de cela, ne peuvent pas

etre d'un emploi pratique.

Les inventeurs ont réalisé des investigations extensives et intensives en vue de développer un composé d'intercalation au graphite pratiquement utile d'un fluorure ayant non seulement une conductivité électrique excellente mais également une stabilité excellente à l'humiditoé Comme résultat, il a été découvert qu'un composé d'intercalation ternaire d'un graphite avec un fluorure métallique et du fluor, qui est représenté par la formule C F(M Fz)y (dans laquelle M est un métal choisi parmi le groupe consistant du plomb, des éléments de transition, des métaux alcalino-terreux à l'exclusion du magnésium et des métaux du groupe IIIA de la classification périodique à l'exclusion de l'aluminium) (ci-après souvent référé simplement comme "composé d'intercalation au graphite ternaire"), peuvent être obtenus en un rendement de 100 %

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par rapport au matériau de graphite employé Le composé d'intercalation au graphite ternaire ainsi obtenu est excellent non seulement en stabilité à l'humidité mais également en conductivité électrique La conductivité électrique du présent composé d'intercalation au graphite ternaire est très élevée en comparaison aveccelle du matériau de graphite brut employé La présente invention

a été réalisée sur la base de telles nouvelles découvertes.

Ainsi, c'est un but ou objet de la présente invention de fournir un nouveau composé d'intercalation au graphite ternaire qui est excellent non seulement en stabilité à l'humidité mais également en conductivité électrique. C'est un autre but ou objet de la présente invention de fournir un procédé pour la préparation d'éni

tel nouveau composé d'intercalation au graphite ternaire.

C'est encore un autre objet de la présente invention de fournir un nouveau matériau électriquement conducteur comprenant un nouveau composé d'intercalation

au graphite ternaire du type décrit ci-dessus.

Les buts précédents et d'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à un homme du métier à partir

de la description détaillée suivante prise en relation

avec les dessins annexés dans lesquels: la figure I représente un modèle de diffraction aux rayons X de C 7 F(Cu F 2)002 qui est une forme des composés d'intercalation au graphite ternaire selon la présente invention; la figure 2 montre des courbes de ATD (analyse thermique différentielle) de C 554 F(Cu F 2)002 9 C 7 F(Cu F 2)002 et C 2,35 F(Cu F 2)o 006 qui sont trois formes des composés d'intercalation au graphite ternaire selon la présente invention; la figure 3 représente un spectre ESCA (spectroscopie électronique pour analyse chimique) de C 5,4 F(Cu F 2)0,02, C 7 F(Cu F 2)0,02 et C 2,35 F(Cu F 2)0,006 représentés en comparaison avec ceux d'un fluorure de graphite; la figure 4 représente des modèles de diffraction aux rayons X de C 13 F(Co F 3)0,05 et C 99 F(Ni F 2)0 03 qui sont des formes supplémentaires des composés d'intercalation au graphite ternaire selon la présente invention; la figure 5 représente un modèle de diffraction aux rayons X de C 26 F(Fe F 3)0,02 qui est encore une autre forme des composés d'intercalation au graphite ternaire selon la présente invention; la figure 6 représente un modèle de diffraction aux rayons X de C 14 F(Pb F 4)003 qui est encore une autre forme des composés d'intercalation au graphite ternaire selon la présente invention; la figure 7 représente un modèle de diffraction aux rayons X de C 9,3 F(Zr F 4)0,05 qui est encore une autre forme des composés d'intercalation au graphite ternaire selon la présente invention; et la figure 8 représente un modèle de diffraction aux rayons X de C 11 F(Ce F 4)0,01 qui est encore une autre forme des composés d'intercalation au graphite ternaire

selon la présente invention.

Selon un aspect de la présente invention on fournit un composé d'intercalation ternaire d'un graphite avec un fluorure métallique et du fluor représenté par la formule: Cx F(M Fz)y x z y (dans laquelle M est un métal choisi parmi le groupe consistant du plomb, des éléments de transition, des métaux alcalino-terreux à l'exclusion du magnésium et des métaux du groupe IIIA de la classification périodique des éléments à l'exclusion de l'aluminium; x prend l es valeurs allant d'environ 1 à environ 100; y prend les valeurs allant d environ 0,0001 à environ 0,15;

et z est la valence de M).

En général, le composé d'intercalation au graphite ternaire représenté par la formule Cx F(M Fz)y dans laquelle M, x, y et z sont tels que définis précédemment peut être produit en faisant réagir un matériau de graphite avec un fluorure métallique choisi parmi le groupe consistant des fluorures de plomb, des éléments de transition, des métaux alcalinoterreux à l'exclusion du magnésium et des métaux du groupe IIIA de la classification périodique des éléments à l'exclusion de l'aluminium dans une atmosphère de gaz de fluor à une température allant de O C à 4000 C pendant au moins

une période de temps suffisante pour réaliser un accrois-

sement de poids dans le graphite.

La présente invention sera maintenant décrite

plus en détail.

Selon la présente invention, le métal représenté par M est Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, La, lanthanides, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Ac, actinides, Be, Ca, Sr Ba, Ra, Ga, In, Tl ou Pb, de préférence l'un dont le fluorure a un point d'ébullition d'environ 400 C ou davantage ou l'un dont le fluorure a un point de sublimation d'environ 400 C ou davantage Des exemples spécifiques -du métal qui est représenté par M et dont le fluorure a un point d'ébullition d'environ 400 C ou davantage ou a un point de sublimation d'environ 400 C ou davantage inclut Sc, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Ou, Zn, Ga, In, Tl, Pb, Y, Zr, Ag, Cd, Hf, Hg, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Th, Be, Ca, Sr, Ba et Ra Généralement, dans le composé d'intercalation de graphite ternaire de la formule Cx F(M Fz)y, x prend les valeurs allant d'environ 1 à environ 100 et y prend les valeurs allant d'environ 0,0001 à environ 0,15 Les composés d'intercalation de graphite ternaire de la formule Cx F(M Fz) selon la présente invention incluent des composés de premier stade, deuxième stade, troisième stade, quatrième stade, cinquième stade, sixième stade, septième stade, et quelquefois huitième stade ou un stade supérieur-et des composés de stade mixte Le nombre de stades du composé d'intercalation de graphite ternaire peut être déterminé par la mesure'de la période d'identité (Ic) obtenue par diffraction aux rayons X Le nombre de stades du composé d'intercalation de graphite ternaire formé dépend non seulement de la température réactionnelle et du temps de réaction, mais également de la cristallinité et de l'épaisseur (direction axe c) d'un matériau de graphite Les valeurs de x et y varient selon le nombre de stades des composés d'intercalation de graphite ternaire Pour le composé du premier stade, la valeur de x est comprise dans le domaine allant d'environ 1 à environ 20 et la valeur de y est comprise dans le domaine allant d'environ 0,002 à environ 0,150 Pour le composé du deuxième stade, la valeur de x est comprise dans le domaine allant d'environ 5 à environ 40 et la valeur de y est comprise dans le domaine allant d'environ 0,001 à environ 0,10 Pour le composé du troisième stade ou d'un stade supérieur, la valeur de x est comprise dans le domaine allant d'environ 20-à environ 100 et la valeur de y est comprise dans le domaine allant d'environ 0,0001 à environ 0,01 Par rapport à chacun des composés du premier stade, second stade et troisième stade ou stade supérieur, les valeurs de x et y varient, dans le domaine mentionné ci- dessus de chaque cas, non seulement selon la température de la réaction et le temps de réaction, mais également selon la cristallinité et

l'épaisseur d'axe c d'un matériau de graphite.

Le matériau de graphite à utiliser pour la production d'un composé d'intercalation de graphite ternaire selon la présente invention peut être n'importe lequel parmi un graphite naturel et un graphite artificiel qui peut être obtenu en soumettant du coke de pétrole ou analogue à un traitement thermique La dimension du matériau de graphite n'est pas critique On peut employer du graphite en flocons (généralement, capable de passer sur un tamis standard américain Tyler d'environ 10 à environ 80) ou un graphite en poudre (généralement, capable de passer sur un tamis américain Tyler non inférieur à environ 80 à environ 400) Cependant, dans le cas o on désire un graphite en forme de bloc, on peut utiliser un matériau qui peut être obtenu par un procédé qui comprend la mise en contact d'un hydrocarbure tel que du méthane, propane, benzène et/ou acétylène avec un substrat (généralement, réalisé en graphite artificiel) chauffé à approximativement 2 o 000 C pour pyrolyser l'hydrocarbure et pour déposer le matériau en graphite résultant sur le substrat, et en soumettant le matériau en graphite déposé à un traitement thermiqueo Des graphites en forme de bloc ayant des degrés de graphitisation différents sont obtenus selon la température de traitement thermique Lorsque le traitement thermique est effectué à environ 2 400 C, on obtient un carbone pyrolytiqueo Lorsque le traitement thermique est effectué à environ 2 600 C à 3 000 C, on obtient un graphite pyrolytique ayant une cristallinité élevée en comparaison d'un carbone pyrolytique. Un composé d'intercalation de graphite ternaire de la formule CF(M Fz)y (par laquelle M est un métal z y choisi parmi le groupe consistant du plomb, des éléments de transition, des métaux alcalino=terreux à l'exclusion

du magnésium et deâ métaux du groupe IIIA de la classifica-

tion périodique des éléments à l'exclusion de l'aluminium; x prend les valeurs allant d'environ 1 à environ 100; y prend les valeurs allant d'environ 0,0001 à environ 0,15; et z est la valence de M) peuvent être obtenus en faisant réagir un matériau de graphite avec un fluorure métallique choisi parmi le groupe consistant des fluorures de plomb, des éléments de transition, des métaux alcalino=terreux à l'exclusion du magnésium et des métaux du groupe IIIA de la classification périodique des éléments à l'exclusion de l'aluminium dans une atmosphère de gaz fluor à une température comprise entre 00 C et 4001 C pour au moins une période de temps suffisante pour effectuer une augmentation en poids du graphite La réaction mentionnée ci-dessus peut être réalisée de différentes manières, qui ne sont pas limitées auxcmodesde réalisation suivants Par exemple, on peut employer un procédé dans lequel un matériau de graphite est mis en contact avec un fluorure métallique dans une atmosphère de gaz fluor Dans-ce cas, le fluorure métallique restant à l'état non réagi est séparé au moyen d'un tamis ou d'une pincette pour obtenir le composé d'intercalation de graphite ternaire désiré Comme autre exemple des modes de réalisation pour réaliser la réaction mentionnée ci-dessus on peut employer un procédé similaire au procédé qui est connu comme "procédé au four double" t J Phys, D 1, 291 ( 1968)l Dans ce procédé similaire au procédé au four double, un matériau de graphite et un fluorure métallique sont placés à part l'un de l'autre dans un réacteur et le matériau de graphite est amené à réagir avec le fluorure métallique dans une atmosphère de gaz fluor pour obtenir un composé d'intercalation de graphite ternaire désiré Ce procédé est avantageux par le fait que des procédures pénibles pour séparer les composés d'intercalation de graphite ternaire résultants du fluorure métallique alcalin restant à l'état non réagi

ne sont pas requises.

Dans ce qui suit on indique les conditions de réaction souhaitables pour la production du composé d'intercalation de graphite ternaire de la formule CXF(MFZ)y ( dans laquelle M est un métal choisi parmi le groupe consistant du plomb, des éléments de transition, des métaux alcalinoterreux à l'exclusion du magnésium

et des métaux du groupe IIIA de la classification pério-

dique des éléments à l'exclusion de l'aluminium; x prend les valeurs comprises entre environ 1 et environ 100; y prend les valeurs comprises entre 0,0001 et environ 0,15; et z est la valence de M) par la réaction d'un matériau de graphite avec un fluorure métallique dans

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une atmosphère de fluor gaz à une température de O C à 400 C pendant au moins une période de temps suffisante pour effectuer une augmentation de poids du graphite La pression du gaz fluor n'est pas critique, mais peut habituellement être comprise entre 0,1 et 10 atmosphères. La température réactionnelle est de O à 400 C, de préférence de O à 300 C Le temps de réaction pour obtenir la composition de la formule CXF(M Fz)y ayant les valeurs désirées de x et y dépend de la cristallinité et de l'épaisseur axiale c d'un matériau de graphite et de la température réactionnelle Mais, le temps de réaction

généralement est de 30 minutes à 10 jours et plus habituel-

lement d'une heure à 7 jours Le rapport en quantité en poids d'un matériau de graphite à un fluorure métallique

dépend du nombre de stades désiré des composés d'intercala-

tion de graphite ternaire, mais généralement est compris entre 1:0,01 à 1:100 Lorsque l'épaisseur axiale c d'un matériau de graphite est supérieure à 1 mm, le produit tend à être du deuxième stade ou d'un stade supérieur plutôt que du premier stade De façon à obtenir le composé du premier stade, on préfère généralement employer un matériau de graphite ayant une épaisseur (direction d'axe c)

jusqu'à 0,8 mm.

Après terminaison de la réaction, si la tempéra-

ture du système réactionnel a été élevée à une température

supérieure à la température ambiante, le système réac-

tionnel est refroidi à la température ambiante pour obtenir le composé d'intercalation de graphite ternaire désiré de la formule Cx F(M Fz)y Dans le cas o M est le cuivre dans la formule Cx F(MF), les périodes'd'identité (Ic)de (M Fz)y sont d'environ 9,3 à 9,Z A (Angstrdms), d'environ 12,7 à 12,8 A,

O O

d'environ 16,0 à 16,1 A, d'environ 19,4 à 19,5 A,

O O

d'environ 22,7 à 22,8 A, d'environ 26,1 à 26,2 A;

O O

d'environ 29,4 à 29,5 A et d'environ 32,8 à 32,9 A pour les composés du premier, second, troisième, quatrième,cinquiièe

sixième, septième et huitième stade, respectivement.

Dans le cas o M est Ni ou Co dans la formule Cx F(M Fz)y, les périodes d'identité (Ic) de CXF(M Fz)y sont d'environ 9,4 à 9,7 'A, d'environ 12,8 à 13,1 A, d'environ 16,1 à ooo 16,4 A, d'environ 19,5 à 19,8 A, d'environ 22,9 à 23,2 A d'environ 26,3 à 26,6 A, d'environ 29,6 à 29,9 A et o d'environ 33,0 à 33,3 A pour les composés du premier, second, troisième, quatrième, cinquième, sixième, septième, et huitième stade, respectivement Dans le cas o M est le fer ou le plomb dans la formule Cx F(M Fz)y, les 1 O z périodes d'identité (Ic) de Cx F(M Fz) sont d'environ o S 9,3 à 9,7 A, d'environ 12,7 à 13,1 A, d'environ 16,0 à o o O 16,4 A, d'environ 19,4 à 19,8 A, d'environ 22,8 à 23,0 A, d'environ 26,2 à 26,6 A, d'environ 29,5 à 29,9 A et de 32,9 à 33,3 A pour les composés du premier, second, troisième, quatrième, cinquième, sixième, septième et huitième stade, respectivement Dans lecas o M est Zr dans la formule C F(M Fz)y, les périodes d'idendité (Ic) x z y de Cx F(M Fz) sont d'environ 9,4 à 9,8 A, d'environ dex C M Fz)y o 12,8 à 13,2 A, d'environ 16,1 à 16,5 A, d'environ O o 19,5 à 19,9 A, d'environ 22,9 à 23,3 A, d'environ 26,3 à 26, 7 A, d'environ 29,6 à 30,0 A et d'environ 33,0 à o 33,4 A pour les composés du premier, second, troisième, quatrième, cinquième, sixième, septième, et huitième stade, respectivement Dans le cas o M est Ce dans la formule Cx F(M Fz)y, les périodes d'identité (Ic) de Cx F(M Fz)y sont d'environ 9,5 à 9,9 A, d'environ 12,9 à 13,3, O o d'environ 16,2 à 16,6 A, d'environ 19,6 à 20,0 A, d'environ 23,0 à 23,4 A, d'environ 26,4 à 26,8 A, d'environ 29,7 à 30,1 A et d'environ 33,1 à 33,5 A pour les composés du premier, second, troisième, quatrième,

cinquième, sixième, septième et huitième stade, respecti-

vement Généralement, les périodes d'identité (Ic) de Cx F(M Fz)y pour chacun des composés du premier stade, x z y deuxième stade, troisième stade, quatrième stade, cinquième stade, sixième stade, septième stade et huitième stade varient légèrement selon le type du métal M dans la formule Cx F(M Fz) Les composés d'intercalation de graphite

ternaire de la présente invention sont stables à l'humidité.

Par exemple, dans le cas de C F(Cu F 2)y, même après exposition à l'air pendant plusieurs semaines ou immersion dans l'eau toute la nuit, tout changement ou modification est difficilement observé dans les modèles de diffraction de rayons X. Les résultats d'analyse élémentaire et de diffraction aux rayons X de quelques formes des composés d'intercalation de graphite ternaire de la présente invention de la formule C_(MF z)y sont répertoriés aux

tableaux 1 à 3.

i 11

Tableau i

Analyse Données de diffraction aux Rayons composé Elémentaire X cu K 7 q_____ (e) d (A) ( 002 > Ic C(A)

9,5 9,3 001

C, 75, 4 16,15 5, 48 icnu

C 5,4 FCUF 2)002, F, 22,9 18,89 4,69 002 9,38

Cu, 117 28,52 3,13 003 O 101 noir légèreient bleuâtre 49, 6 1, 8 005 (composé de 1 er stade) 59, 13 1,56 006

9,7,1 001

8.0 F<Cu F 2)004 C, 8 O 5 18,78 4,72 002 F, 17,3 28,48 3,13 003 9,t 40 noir légèrement bleuâtre Cu, 2,3 48,5 1, 9 005 0,04 (côni Foséde 1 er stade) 59, 14 1, 56 006

9, 5 9,3 001

CF 1 '(U 2 O C, 85,8 19,20 4,62 002

13 (Cu F 2)0 * 07F, 11,8 S 28,45 3,13 003 9,-32 noir légèrement bleuâtre Cu, 2,4 49,0 O 1,9 005 0,08 (composé de 1 er stade) 59, 151, 56 006

9, 8 9,0 001

7.0 CU 2 0 02 c, 79,5 18,72 4,74 002

F, 19,0 28, 49 3,13 003 9, 42

noir légèrement bleuâtre Cu, 1,4 49, 5 11 lj 8 005 os O O (conçosé de 1 er stade) 5,0,5 O

9,5 9,3 001

C 50 r(CUF 2) 0 03 C, 73,0 18 i 83 4,71 002 noi léèreenbluâte, F,124,4 28, 48 3, 13 003 + 9, 39 noir légèrement bleuâtre Cu, 2,6 48,,6 1,9 005 -0 G, 04 (ccimoesé de ler stade) 59, 22 1, 56 006

9 ',8 9, O 001

C 2,F (CUP 2)0,01 C, 59,0 18,72 4,74 002

2 4 F, 40,2 28,49 3,13 003 9,42

noir légèrement bleuâtre Cu, 0,19 49, 5 1, 8 005 0,05 (côn-posêde 1 er stade) ______ 5,2 15 O

9.70 9 1 002.

C 13 F(COF 3) 005 C, 859 18 95 4 68 002 9 57

F,.12 4 27 95 3 19 003

fl OJX Co, 1 7 47 60 1 91 005 co,-mposéde ler stade 59 0 1 56 006

9.45 9 35 001

C 9.9 (Ni F 2)003 C, 84 5 18 9 4 69 002

F, 14 3 28 1 3 17 003 9 51

noir Ni, 1 2 48 0 1 89 005 composé de ler stade 59 05 1 56 006

9.60 9 20 001

C 9.3 F Zr F 4)005 C, 80 6 18 55 -4 78 002

F, 16 3 27 80 3 21 003 9 62

noir Zr, 3 1 47 90 i 95 b 005 q 2 mosé de 1 er stade 5 O 15 _I_ O

18810 04 001

Cil F Ce F 40 01 C, 86 3 18 65 4 75 002 F, 12 8 27 50 j 3 24 j 003 9 72 noir Ce, 0 9 46 90 1 94 005 conmosé de 1 er stade 563 163 j 06 I_ ____

Tableau 2

Analyse lomées de diffr tinaux jycqns C, COMPO Sé Elémentaire < O e) j c A) Composé I M 29 ()d (Ars 2nd lst I 2nd Stage stage stage stage C 14 F<Pb F 4)03C, 865 8,7 10 16 001 I C F(Pb FC, 86 5 13 4 6 60 002

14 40 03 19 7 4 50 002 9 42 12 9

Noir F, 101 27 6 3 23 004 coffosé de stade 28 35 3 14 003 mnixte de 1 er Pb, 3 4 48 8 1 86 005 stade et de 2 ème i 56 7 1 066 008 Istade, t_____ 1 __ 57 006 _ _ _ __ _ _ __ _

2542 M

Tableau 3

Analyse Données -de di ffraction aux rayons X (Cu-Kx) composé, Elémentaire ComposéElémentaire O O 02) Ic( % 2 ( 0) d (A) 2 N r 2nd 3rd stage stage stage stage C (F Fe F 9002q 95 6 12 14 43 001 001 noir_ 21 92 4 05 003 004 comnwsé è stade F, 6 1 12 75 16 10 inixte des -2 ème 2783 3 20 004 005 et 3 ème stade Fe, 0 4

51.53 1 77 007 009

57.99 1 59 008 01

Dans l'analyse élémentaire, les teneurs en carbone des composés d'intercalation de-graphite ternaire ont été déterminées en utilisant un codeur CHN à vitesse élevée Yanagimoto MT-2 (un appareil fabriqué et vendu par Yanagimoto Seisakusho, Japon) Les teneurs en fluor des composés d'intercalation de graphite ternaire ont été déterminées par le procédé de combustion par flacon d'oxygène Par rapport à l'analyse élémentaire des composés d'intercalation de graphite ternaire contenant du cuivre, la quantité de fluor attribuée au fluorure de cuivre dans le composé d'intercalation de graphite ternaire ne peut pas être suffisamment détectée par le procédé de combustion de flacon d'oxygène à cause de la mauvaise solubilité du fluorure de cuivre dans l'eau Par conséquent, les teneurs en fluor des composés d'intercalation de graphite ternaire contenant du cuivre sont obtenues au moyen d'un facteur de correction qui a été obtenu en réalisant une expérience dans laquelle un échantillon de fluorure de cuivre standard est analysé par le procédé de combustion de flacon d'oxygène et la valeur trouvée de teneur en fluor et la valeur calculée de teneur en fluor sont comparées Par rapport à l'analyse élémentaire des composés d'intercalation de graphite ternaire contenant du fluorure métallique dont la solubilité dans l'eau est élevée, une telle correction n'est pas exigée mais par rapport à l'analyse élémentaire des composés d'intercalation de graphite ternaire contenant des fluorures métalliques dont la solubilité dans l'eau est faible, une telle correction est réalisée Si une

correction est nécessitée ou pas, est actuellement déter-

miné en comparant la valeur corrigée de la teneur en fluor

avec la valeur non corrigée de la teneur en fluor.

L'analyse des métaux peut être réalisée par la

méthode d'absorption atomique.

A la figure 1, on a montré un modèle de diffrac-

tion aux rayons X de (Cu-K"%) de C 7 F(Cu F 2)0,02 Dans i'étudeaux rayons X de ce composé d'intercalation de graphite ternaire, des lignes de diffraction large sont parfois observées La période d'identité (Ic) du composé dtintercalation de graphite ternaire montré à la figure 1 est calculée à partir des lignes de diffraction ( 00) o pour donner 9,42 A A la figure 2, on a montré des courbes de ATD (comme mesuré dans l'air, à une vitesse de chauffage de C/mn) de C 5, 4 F(Cu F 2)002, C 7 F(Cu F 2)0, 02 et C 2,35 F(Cu F 2)0,006 La courbe A à la figure 2 est obtenue lorsqu'environ 6 mg de C 5,4 F(Cu F 2)0,02 sont utilisés

comme échantillon Dans ce cas, la quantité de l'échan-

tillon est si importante que la courbe de ATD est au-delà

de l'échelle du papier d'enregistrement à environ 800 C.

Ainsi, en utilisant une quantité réduite de C 5,4 F(Cu F 2)002 (environ 3 mg) on obtient une autre courbe de ATD A' également représentée à la figure 2 Comme il est apparent à partir de la courbe A', on observe un pic exothermique pour C 5,4 F(Cu F 2)0,02 à environ 800 C On obtient la courbe B à la figure 2 lorsqu'environ 6 mg de C 7 F(Cu F 2)0,02 sont utilisés comme échantillon Dans ce cas également, la-quantité de l'échantillon est si importante que la courbe de ATD est au-delà de l'échelle du papier d'enregistrement à environ 800 C Ainsi, en utilisant une quantité réduite de C 7 F(Cu F 2)0,02 (environ 3 mg), une autre courbe d'ATD B' représentée à la figure 2 est obtenue Comme il est apparent à partir de la courbe B', on observe un pic exothermique pour C 7 F(Cu F 2)0,02 à environ 800 C On obtient la courbe C à la figure 2 lorsqu'environ 6 mg de C 2,35 F(Cu F 2)0,006 sont employés comme échantillon Dans ce cas également, la quantité de l'échantillon est si importante que la

courbe ATD est au-delà de l'échelle du papier d'enregis-

trement à environ 800 C Ainsi, en employant une quantité réduite de C 2, 35 F(Cu F 2)0,006 (environ 3 mg), on obtient

une autre courbe d'ATD C' représentée à la figure 2.

Dans le cas de C 2,35 F(Cu F 2)0,006 également, on observe un pic exothermique à environ 800 C Les pics exothermiques mentionnés ci-dessus à environ 800 C sont attribués à la

-42496

pyrolyse du graphite Par rapport à C 2 35 F(Cu F 2)0006, on observe deux larges pics exothermiques à environ 620 C et environ 670 C, respectivemento On croit que ces pics

sont attribués à la pyrolyse du fluorure de graphite.

Par rapport aux composés d'intercalation de graphite ternaire mentionnés ci-dessus, on n'observe pas de pics clairs attribués à la pyrolyse des composés d'intercalation

de graphite ternaire.

La méthode de détermination ESCA précitée constitue l'un des moyens les plus utiles pour donner une information précieuse concernant une liaison chimique entre l'hôte de graphite et l'intercalant A la figure 3, on a représenté le spectre ESCA de Cs,4 F(Cu F 2)0,02 C 7 F(Cu F 2)0,02 et C 2, 35 F(Cu F 2)0,006, représenté en comparaison de celui d'un fluorure de graphite composé de 59 % en poids de (C 2 F)n et 41 % en poids de (CF)n Un 2 F)n fluorure de graphite de type (C 2 F)n a deux pics de carbone ls à 289,0 e V et 287,0 e V en comparaison du pic ls de carbone de contamination disposé à 284,0 e V. Le pic C 1 S à 289,0 e V est attribué à des liaisons C-F et celui apparaissant à 287,0 e V est attribué à des liaisons C-C adjacentes aux liaisons C-F Puisqu'un fluorure de graphite de type (CF) a seulement des n liaisons covalentes C-F, le -spectre ESCA a seulement un pic Cls à 289,0 e V Par rapport au spectre Cls de C 5 4 F(Cu F 2) 0,02, un large pic à 284,0 e V attribué à des liaisons covalentes C-C et un vaste épaulement sont observés L'épaulement suggère la présence d'atomes de

carbone interagissant faiblement avec des atomes de fluor.

Dans le cas de C 7 F(Cu F 2)0 02, on observe un clair pic à 288,7 e V au lieu de l'épaulement observé par le spectre Cls de C 5,4 F(Cu F 2)0,02 Dans le cas de C 2,35 F(Cu F 2)0,006, on observe un pic correspondant au pic à 288,7 e V de C 5,4 F(Cu F 2)0 02 et le pic est très élevé en comparaison du pic à 284 e V à cause d'une quantité relativement importante de (C 2 F)n qui est formé au voisinage de la surface de l'échantillon Par rapport au spectre Fls, les largeurs de demi-valeur des pics de C 7 F(Cu F 2)0,02 et de C 2,35 (Cu F 2)0006 sont plus faibles quecelles de C 5,4 (CUF 2)0,02 Aux figures 4 à 8, on a montré des modèles de diffraction aux rayons X (Cu-KK) de C 13 F(Co F 3)0,05 y C 9,9 F(Ni F 2)0, 03 C 26 F(Fe F 3)0,02), C 14 F(Pb F 4)0,03 C 9,3 F(Zr F 4)o,05 et C 11 F(Ce F 4)0,01 C 13 F(Co F 3)005 C F(N,)et C 1 (e 4 O 9,9 F(Ni F 2)0,03, C 9,3 F(Zr F 4)0,05 et C 11 F(Ce F 4)0,01 sont des composés de premier stade C 26 F(Fe F 3)0,02 est un composé à stade mixte d'un composé de deuxième stade et d'un composé de troisième stade C 14 F(Pb F 4)0,03 est un composé à stade mixte d'un composé de premier stade et d'un composé de deuxième stade A la figure 5, * 1 signifie une ligne de diffraction mixte attribuée à la ligne de diffraction 001 d'un composé-de deuxième stade et la ligne de diffraction 001 d'un composé de troisième

stade; * 2 signifie une ligne de diffraction mixte attri-

buée à la ligne de diffraction 003 d'un composé de deuxième stade et la ligne de diffraction 004 d'un composé de troisième stade; * 3 signifie la ligne de diffraction mixte attribuée à la ligne de diffraction 004 d'un composé de deuxième stade et la ligne de diffraction 005 d'un composé de troisième stade; * 4 signifie une ligne de diffraction mixte attribuée à la ligne de diffraction 007 d'un composé de deuxième stade et la ligne de diffraction 009 d'un composé de troisième stade; et * 5 signifie une ligne de diffraction mixte attribuée à la ligne de diffraction 008 d'un composé de deuxième stade et la

ligne de diffraction 0010 d'un composé de troisième stade.

A la figure 6, * 6 signifie une ligne de diffraction d'un composé de deuxième stade et des lignes de diffraction sans * 6 sont des lignes de diffraction d'un composé de

premier stade.

Par rapport à la formation du composé d'inter-

calation du graphite ternaire de la formule Cx F(M Fz)y

(dans laquelle M est un métal), on croit ce qui suit.

Les espèces gazeuses (M Fz)m (F 2)n (dans laquelle F z est un fluorure métallique) sont tout d'abord formées par la réaction de M Fz avec du fluor selon la formule suivante: m M Fz + n F 2 (z)m (F 2)n z 2 zm 2 n L'espèce gazeuse est ensuite intercalée dans le graphite Puisque ces équilibres chimiques se déplacent à gauche avec l'élévation de la température, des complexes

gazeux seront décomposés aux températures élevées.

Ensuite, une explication sera donnée sur les conductivités électriques dans la direction de l'axe a

(parallèle aux couches de graphite) des composés d'inter-

calation de graphite selon la présente invention Il est généralement connu aux hommes de l'art qu'il n'y a sensiblement pas de différence dans la conductivité électrique entre un composé de deuxième stade et un composé de troisième stade et que le composé de deuxième stade et le composé de troisième stade ont d'excellentes conductivités électriques en comparaison avec des composés d'autres stades voir D Billand, A Herold et F Vogel, SYNTHETIC METALS, 3 ( 1981) 279-288 J Les conductivités d'axe A sont mesurées du graphite pyrolytique (fabriqué et vendu par Nippon Carbon Co Ltd Japon) de C 14 F(Cu F 2)0,04 (composé de stade mixte du premier stade et du deuxième stade) et C 9, 5 F(Fe F 3)0,04 (composé du premier stade) selon la méthode de non contact comme

décrit dans Synthetic Metals, 3, 247 ( 1981).

Les résultats sont répertoriés au tableau 4.

Tableau 4

Echantillon Conductivité(JS-l cm-1) (à 25 C) Graphite pyrolytique 1,7 x 104 CI 4 F(Cu F 2)o,04 2,0 x 105 C 95 F(Fe F 3)004 1,5 x 105 Comme représenté au tableau 4, la conductivité de chacun de C Fe(Cu F),4 et de C F(Fe F 3)04 St supérieure à celle du graphite pyrolytique d'origine d'un chiffre Comme il est apparent de ce qui précède, le composé d'intercalation de graphite ternaire selon la présente invention a une conductibité électrique élevée

en comparaison au matériau de graphite Le composé d'inter-

calation de graphite ternaire selon la présente invention peut être revêtu, recouvert ou enveloppé par une feuille de cuivre ou incorporé dans une résine époxy de sorte qu'il peut être utilisé comme matériau électriquement conducteur Le composé d'intercalation de graphite ternaire selon la présente invention est utile non seulement comme matériau électriquement conducteur mais également comme

catalyseur pour diverses réactions organiques.

La présente invention sera illustrée plus en détail en référence aux exemples suivants qui sont donnés simplement à titre d'exemple et ne sauraient en aucune

façon limiter la portée de la présente invention.

EXEMPLE 1

Dans un réacteur en nickel on charge 0,318 g de graphite naturel en flocons ayant une dimension capable de passer dans un tamis standard Tyler ib 20 à 48, préparé à partir de minerai de Madagascar et 0,5 g de Cu F 2 anhydre commercialement disponible, avec un filet en nickel placé entre eux, et on place ensuite le réacteur dans un appareil de fluoration Après évacuation jusqu'au vide, on introduit du gaz fluor dans l'appareil de fluoration jusqu'à une pression de 1 atmosphère à une température de 160 C et on laisse le système réactionnel rester à cette température pendant 60 heures Ensuite le gaz fluor dans l'appareil est remplacé par de l'azote gaz pour obtenir un composé d'intercalation noir légèrement bleuâtre de la formule 09 F(Cu F 2)0,01

EXEMPLE 2

Dans un réacteur en nickel on charge 0,367 g de graphite naturel en flocons ayant une dimension de particule selon le tamis standard américain Tyler de 20 à 48 à partir de minerai de Madagascar et 0,5 g de Cu 12 anhydre commercialement disponible, avec un filet en nickel placé entre eux, et on place ensuite le réacteur dans un appareil de fluoration Après évacuation jusqu'au vide, on introduit du fluor gaz dans l'appareil de fluoration jusqu'à une pression de 1 atmosphère à une température de 200 C, et on laisse le système réactionnel rester à cette température pendant 61 heures Ensuite on remplace le fluor gaz dans l'appareil par de l'azote gaz pour obtenir un composé d'intercalation noir légèrement bleuâtre de la formule C 5,4 F(Cu F 2)0,02 Les résultats de l'analyse élémentaire et de diffraction de rayons X de C 5,4 F(Cu F 2)0 02 sont répertoriés au tableau 2 comme donné

précédemment.

EXEMPLE 3

Dans un réacteur en nickel on charge 0,323 g de graphite naturel en flocons ayant une dimension de particule capable de passer dans un tamis standard américain Tyler de 20 à 48 à partir de minera de Madagascar et 0, 5 g de Cu F 2 anhydre commercialement disponible avec un filet en nickel placé entre eux, et on place ensuite le réacteur dans un appareil de fluoration Ensuite le système réactionnel est évacué jusqu'à pratiquement le vide et chauffé à 490 C à une vitesse d'élévation de température de 1 à 31 C par minute tout en continuant l'opération dtévacuation Après que la température du système devient constante à 490 C, on stoppe l'opération d'évacuation Le gaz fluor est ensuite introduit dans

l'appareil de fluoration jusqu'à une pression de 1 atmos-

phère et le système réactionnel est laissé rester à cette température pendant 2 jours Ensuite on refroidit l'appareil de fluoration jusqu'à la température ambiante et on laisse à la température ambiante Le temps total du refroidissemant et de la période c temps pour laquelle l'appareil est laissé à température ambiante est de 9 heures Ensuite on remplace le fluor gaz dans l'appareil par de l'azote gaz pour obtenir un composé d'intercalation de graphite ternaire noir légèrement bleuâtre de la formule È 13 F(CUF 2)0,12

EXEMPLE 4

Dans un réacteur en nickel on charge 0,300 g de graphite naturel en flocons ayant une dimension de particule capable de passer dans un tamis standard américain Tyler de 20 à 48 à partir de minerai de Madagascar et 0,5 g de Cu F 2 anhydre commercialement disponible, avec un filet en nickel placé entre eux, et on place ensuite le réacteur dans un appareil de fluoration On évacue ensuite le système réactionnel jusqu'à pratiquement le vide

et on chauffe à 580 C à une vitesse d'élévation de tempéra-

ture de 1 à 30 C/minutes tout en continuant l'opération d'évacuation Après que la température du système réactionnel devient constante à 580 C, on stoppe l'opération d'évacuation On introduit ensuite du fluor gaz dans

l'appareil de fluoration jusqu'à une pression de 1 atmos-

phère et on laisse le système réactionnel rester à cette température pendant 2 jours On refroidit ensuite l'appareil de fluoration jusqu'à la température ambiante et on laisse à

la température ambiante Le total du temps de refroidisse-

ment et de la période de temps pour laquelle l'appareil

est laissé à la température ambiante est de 10 heures.

Ensuite on remplace le fluor gaz par de l'azote gaz pour obtenir un composé d'intercalation de graphite ternaire

noir légèrement bleuâtre de la formule C 8 F(Cu F 2)0,,4 -

Les résultats de l'analyse élémentaire et du spectre de diffraction aux rayons X de C 8 F(Cu F 2)0,04 sont répertoriés

au tableau 2 comme donné précédemment.

EXEMPLE 5

Dans un réacteur en nickel on charge 0,309 g de graphite naturel en flocons ayant une dimension de particule capable de passer dans un tamis standard américain Tyler de 20 à 48 à partir de minerai de Madagascar et de 0,5 g de Cu F 2 anhydre commercialement disponible, avec un filet en nickel placé entre eux, et on place ensuite le réacteur dans un appareil de fluoration On évacue ensuite le système réactionnel jusqu'à pratiquement le vide et on chauffe à 1130 C à une vitesse d'élévation de

température de 1 à 30 C/minute tout en continuant l'opéra-

tion d'évacuation Après que la température du système

réactionnel devient constante à 1130 C, on stoppe l'opéra-

tion d'évacuation On introduit ensuite du gaz fluor dans l'appareil de fluoration jusqu'à une pression de 1 atmopshère et on laisse le système réactionnel rester à cette température pendant 2 jours On refroidit ensuite l'appareil de fluoration jusqu'à la température ambiante et on laisse à la-température ambiante Le total du temps de refroidissement et de la période de temps pour laquelle l'appareil est laissé à la température ambiante est de 7 heures Ensuite on remplace le fluor gaz dans l'appareil par de l'azote gaz pour obtenir un composé d'intercalation de graphite ternaire noir légèrement bleuâtre de la formule C 13 F(Cu F 2)0,07 Les résultats de l'analyse élémentaire et du spectre de diffraction aux rayons X de C 13 F(Cu F 2)0,07 sont répertoriés au tableau 1 donné précédemment.

EXEMPLE 6

Dans un réacteur en nickel on charge 0,356 g de graphite naturel en flocons ayant une dimension de particule capable de passer dans un tamis standard américain Tyler de 20 à 48 à partir de minerai de Madagascar et 0,5 g de Cu F 2 anhydre commercialement disponible, avec un filet en nickel placé entre eux, et

on place ensuite le réacteur dans un appareil de fluoration.

On évacue ensuite le système réactionnel jusqu'à pratique-

ment le vide et on chauffe à 2000 C à une vitesse d'élévation de température de 1 à 30 C par minute tout en continuant l'opération d'évacuation Après que la température du système réactionnel devient constante à 2000 C, on stoppe l'opération d'évacuation On introduit ensuite le fluor gaz dans l'appareil de fluoration jusqu'à une pression de 1 atmosphère et on laisse le système réactionnel rester a cette température pendant 51 heures On refroidit ensuite l'appareil de fluoration jusqu'à la température ambiante et on laisse à la température ambiante Le total du temps de refroidissement et de la période de temps pour laquelle l'appareil est laissé à la température ambiante est de 38 heures On remplace ensuite le gaz fluor dans l'appareil par de l'azote gaz pour obtenir un composé d'intercalation de graphite ternaire noir légèrement bleuàtre de la formule C 7 F(Cu F 2)0 02 Les résultats de l'analyse élémentaire et du spectre de diffraction aux rayons X de C 7 F(Cu F 2)0,02

sont répertoriés au tableau 1 donné précédemment.

EXEMPLE 7

Dans un réacteur en nickel on charge 0,329 g d'un graphite naturel en flocons ayant une dimension de particule capable de passer dans un tamis standard américain Tyler de 20 à 48, à partir de minerai de Madagascar et 0,5 g de Cu F 2 anhydre commercialement disponible, avec un filet en nickel placé entre eux, et on place ensuite le réacteur dans un appareil de fluoration On évacue ensuite le système réactionnel jusqu'à pratiquement le vide et on chauffe à 2930 C à une vitesse d'élévation de température

de 1 à 30 C/mn tout en continuant l'opération d'évacuation.

Après que la température du système réactionnel devient

constante à 2930 C, on stoppe l'opération d'évacuation.

On introduit ensuite le fluor gaz dans l'appareil de fluoration jusqu'à une pression de 1 atmosphère et on laisse le système réactionnel rester à cette température pendant 49 heures On refroidit ensuite l'appareil de fluoration jusqu'à la température ambiante et on laisse à

la température ambiante Le total du temps de refroidisse-

ment et de la période de temps pour laquelle l'appareil

est laissé à la température ambiante est de 12 heures.

On remplace ensuite le fluor gaz dans l'appareil par de l'azote gaz pour obtenir un composé d'intercalation de graphite ternaire noir légèrement bleuâtre de la formule C 5 F(Cu 2)0,04

EXEMPLE 8

Dans un réacteur en nickel on charge 0,352 g de graphite naturel en flocons ayant une dimension de particule capable de passer dans un tamis standard américain Tyler de 20 à 48, à partir de minerai de Madagascar et 0,5 g de Cu F 2 anhydre commercialement disponible,avec un filet en nickel placé entre eux, et

on place ensuite le réacteur dans un appareil de fluoration.

On évacue ensuite le système réactionnel jusqu'à pratique-

ment le vide et on chauffe à 3430 C à une vitesse d'élévation de température de 1 à 3 WC/mn tout en continuant l'opération

d'évacuation Après que la température du système réaction-

nel devient constante à 3435 C, on stoppe l'opération d'évacuation On introduit ensuite du fluor gaz dans l'appareil de fluoration jusqu'à une pression d'une atmosphère et on laisse le système réactionnel rester à cette température pendant 2 jours On refroidit ensuite l'appareil de fluoration à la température ambiante et on -laisse à la température ambiante Le total du temps de refroidissement et de la période de temps pour laquelle l'appareil est laissé à la température ambiante est de 24 heures Ensuite on remplace le fluor gaz dans l'appareil par de l'azote gaz pour obtenir un composé d'intercalation de graphite ternaire noir légèrement bleuâtre de la formule C 24 F(CUF 2)0,01 Les résultats de l'analyse élémentaire et du spectre de diffraction aux rayons X de C 24 F(Cu F 2)001 sont répertoriés au tableau 1 donné précédemment.

EXEMPLE 9

Dans un réacteur en nickel on charge 2,00 g de graphite naturel en flocons ayant une dimension de particule capable de passer dans un tamis standard américain Tyler de 80 ou davantage, à partir de minerai de Madagascar et 0,500 g de Ni E 2 commercialement disponible, avec un filet en nickel placé entre eux, et on place

ensuite le réacteur dans un appareil de fluoration.

Après évacuation jusqu'au vide, on introduit du fluor gaz dans l'appareil de fluoration jusqu'à une pression de 1 atmosphère à une température de 1500 C, et on laisse le système réactionnel rester à cette température pendant 48 heures On refroidit ensuite l'appareil de fluoration jusqu'à la température ambiante et on laisse à la tempéra- *ture ambiante Le total du temps de refroidissement et de la période de temps pour laquelle l'appareil est laissé à la température ambiante est de 23 heures On remplace ensuite le fluor gaz dans l'appareil par de l'azote gaz pour obtenir un composé d'intercalation noir de la formule C 9,9 F(Ni F 2)0,3 Les résultats de l'analyse élémentaire et du spectre de diffraction aux rayons X de C, F(Ni F O sont répertoriés au tableau 1 donné précédemment.

EXEMPLE 10

Dans un réacteur en nickel on charge 2,00 g de graphite naturel en flocons ayant une dimension de particule capable de passer dans un tamis standard américain Tyler de 80 ou davantage, à partir de minerai de Madagascar et 0,67 g de Co F 3 qui est préparé en traitant du Co F 2 3 H 20 commercialement disponible sous atmosphère d'azote à 3000 C, avec un filet en nickel placé entre eux, et on place ensuite le réacteur dans un appareil de fluoration Après évacuation jusqu'au vide, on introduit du fluor gaz dans l'appareil de fluoration jusqu'à une pression d'une atmosphère à une température de 1500 C, et on laisse le système réactionnel rester à cette température pendant 48 heures On refroidit ensuite l'appareil de fluoration à la température ambianteet on laisse à la température ambiante Le total du temps de refroidissement et de la période de temps pour laquelle l'appareil est laissé à la température ambiante est de 16 heures On remplace ensuite le fluor gaz dans l'appareil par de l'azote gaz pour obtenir un composé d'intercalation de graphite ternaire noir de la formule C 13 F(Co F 3)0,05 Les résultats de l'analyse élémentaire et du spectre de diffraction aux rayons X de C 13 F(Co F 3)0 05 sont

répertoriés au tableau 1 donné précédemment.

Lorsqu'on traite le fluorure de cobalt commer-

cialement disponible (Co F 2 3 H 20) dans une atmosphère d'azote à 3000 C, la couleur du chlorure de cobalt change du rose (Co F 2) au brun clair (Co F 3) Par conséquent, le fluorure de cobalt utilisé dans la réaction ci-dessus est le Co F 3

EXEMPLE 11

Dans deux conteneurs en nickel on charge respectivement 0,3008 g de graphite naturel en flocons ayant une dimension de particule susceptible de passer dans un tamis standard américain Tyler de 20 à 48, à partir de minerai de Madagascar et environ 0,2 g de Fe F 3 qui sont obtenus en purifiant du Fe F 3 commercialement disponible dans une atmosphère de fluor à 400 C, et les conteneurs sont ensuite placés dans un appareil de fluoration Après évacuation jusqu'au vide, on introduit du fluor gaz dans l'appareil de fluoration jusqu'à une pression de 1 atmosphère à une température d'environ 20 C,

et on laisse le système réactionnel rester à cette tempéra-

ture pendant 97 heures On remplace ensuite le fluor gaz dans l'appareil par de l'azote gaz pour obtenir un composé d'intercalation de graphite ternaire noir de la formule C 26 F(Fe F 3)0,02 Les résultats de l'analyse élémentaire et du modèle de diffraction aux rayons X de C 26 F(Fe F 3)0,02

sont répertoriés au tableau 3.

EXEMPLE 12

Dans un réacteur en nickel on charge 2,00 g de graphite naturel en flocons ayant une dimension de particule susceptible de passer dans un tamis standard américain Tyler de 80 ou davantage,à partir de minerai de Madagascar et 0,5 g de Pb F 2 commercialement disponible, avec un filet en nickel placé entre eux, et on place ensuite le réacteur dans un appareil defluoration Après évacuation jusqu'au vide, on introduit du fluor gaz dans

l'appareil de fluoration jusqu'à une pression de I atmos-

phère à une température de 140 C, et on laisse le système

réactionnel rester à cette température pendant 51 heures.

On refroidit ensuite l'appareil de fluoration jusqu'à la

température ambiante et on laisse à la température ambiante.

Le total du temps de refroidissement et de la période de temps pour laquelle l'appareil est laissé à la température ambiante est de 16 heures On remplace ensuite le fluor gaz dans l'appareil par de l'azote gaz pour obtenir un composé d'intercalation de graphite ternaire noir de la formule C 14 F(Pb F 4)0 03 Les résultats de l'analyse élamentaire et du modèle ou spectre de diffraction aux rayons X de C 14 F(Pb F 4)0,03 sont répertoriés au tabbau 2

donné précédemment.

EXEMPLE 13

Dans un réacteur en nickel on charge 2,00 g de graphite naturel en flocons ayant une dimension de particule susceptible de passer dans un tamis américain standard Tyler de 80 ou davantage, à partir du minerai de Madagascar et de 0,5 g de Zr F 4 commercialement disponible, avec un filet en nickel placé entre eux, et

on place ensuite le réacteur dans un appareil de fluoration.

* Après évacuation jusqu'au vide, on introduit du fluor gaz dans l'appareil de fluoration jusqu'à une pression de 1 atmosphère à une température de 1450 C, puis on laisse le système réactionnel rester à cette température pendant 48 heures On refroidit ensuite l'appareil de fluoration jusqu'à la température ambiante et on maintient à la température ambiante Le total du temps de refroidissement et de la période de temps pour laquelle l'appareil est laissé à la température ambiante est de 16 heures On remplace ensuite le fluor gaz dans l'appareil par de l'azote gaz pour obtenir un composé d'intercalation de graphite ternaire noir de la formule C 93 F(Zr F 4)0 05 Les résultats de l'analyse élémentaire et du modèle de diffraction aux rayons X est de Cg 3 F(Zr F 4)0,05 sont

répertoriés au tableau 1 donné précédemment.

EXEMPLE 14

Dans un réacteur en nickel on charge 2,00 g de graphite naturel en flocons ayant une dimension de particule susceptible de passer dans un tamis standard américain Tyler de 80 ou davantage, à partir de minerai de Madagascar, et 0,500 g de Ce F 3 commercialement disponible, avec un filet en nickel placé entre eux, et

on place ensuite le réacteur dans un appareil de fluoration.

Après évacuation jusqu'au vide, on chauffe ensemble le graphite naturel en flocons et Ce F 3 à 300 C pendant 24 heures Après abaissement de la température à 150 C, on introduit du fluor gaz dans l'appareil de fluoration, jusqu'à une pression de I atmosphère, et on laisse le système réactionnel rester à la température-de 150 C pendant 117 heures On refroidit ensuite l'appareil de fluoration jusqu'à la température ambiante et on maintient à cet-te température ambiante Le total du temps de refroidissement et de la période de temps pour laquelle l'appareil est laissé à la température ambiante est de 25 heures Ensuite on remplace le fluor gaz dans l'appareil par de l'azote gaz pour obtenir un composé d'intercalation noir de la formule C 11 F(Ce F 4)001 Les résultats de l'analyse élémentaire et du modèle de diffraction aux rayons X de C 11 F(Ce F 4)0,01 sont

répertoriés au tableau 1.

EXEMPLE 15

Dans deux conteneurs en nickel on charge respectivement un bloc de graphite pyrolytique de mm x 5 mm x 0,5 mm (température du traitement thermique: 5000 C) (fabriqué et vendu par Nippon Carbon Co, Ltd, Japon) et 100 mg de Cu F 2 qui est obtenu en purifiant du Cu F 2 anhydre commercialement disponible, et on place

ensuite les conteneurs dans un appareil de fluoration.

Après évacuation jusqu'au vide, on introduit du fluor gaz dans l'appareil de fluoration jusqu'à une pression de 1 atmosphère à la température ambiante (environ 25 C) et on laisse le système réactionnel rester à cette température a Saaa 96 pendant 1 heure On remplace ensuite le fluor gaz dans l'appareil par de l'azote gaz pour obtenir un composé d'intercalation de la formule C 14 F(Cu F 2)0,04 (composé

à stade mixte du premier stade et du deuxième stade).

La conductivité du produit est de 2,0 x 105 JE 71 cm 1, tandis que la conductivité du graphite pyrolytique d'origine était de 1,7 c 104 -1 cm-1

EXEMPLE 16

Dans deux conteneurs en nickel on charge respectivement un bloc de graphite pyrolytique de mm x 5 mm x 0,5 mm (température de traitement thermique: 3000 C) (fabriqué et vendu par Nippon Carbon Co, Ltd, Japon) et 100 mg de Fe F 3 qui est obtenu en purifiant du Fe F 3 commercialement disponible, et on place ensuite les conteneurs dans un appareil de fluoration Après évacuation jusqu'au vide, on introduit du fluor gaz dans l'appareil de fluoration Jusqu'à une pression d'une atmosphère à la température ambiante (environ 250 C) et on laisse le système réactionnel rester à cette température pendant I heure On remplace ensuite le fluor gaz dans l'appareil par de l'azote gaz pour obtenir un composé d'intercalation noir de la formule C 9,5 F(Fe F 3)0,04 (composé de premier stade) La conductivité du produit est de 1,5 x 105 ja-1 cm-1, tandis que la conductivité du

graphite pyrolytique d'origine est de 1,7 x 104 J-1 cm 1.

D'autre part, les études de ESCA décrites ici ont été réalisées en utilisant un spectromètre électronique Du Pont 650 B avec une radiation Mg-K L'analyse thermique différentielle ATD a été réalisée dans l'air en utilisant O ( A 1203 comme référence Les études de diffraction aux rayons X ont été réalisées en utilisant un appareil de diffraction aux rayons X JDX-8 F (appareil fabriqué et vendu par JEOL, Ltd, Japon) avec une radiation Cu-K< On comprend clairement à partir des exemples précédents que selon la présente invention on fournit de nouveaux composés d'intercalation ternaire de la formule Cx F(M Fz)y (dans laquelle M est un métal) ayant d'excellentes caractéristiques et un procédé de préparation de ceux-ci D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront apparents à partir des nombreuses données expérimentales données

dans la description détaillée précédente.

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R>E V E N D I C A T I O N S

1. Composé d'intercalation ternaire d'un graphite avec un fluorure métallique et du fluor représenté par la formule Cx F(M Fz)y (dans laquelle M est un métal choisi parmi le groupe consistant du plomb, des éléments de transition, des métaux alcalino-terreux à l'exclusion du magnésium et des métaux du groupe IIIA de la classification périodique des éléments à l'exclusion de l'aluminium; x prend les valeurs comprises entre environ 1 et environ 100; y prend les valeurs comprises entre environ 0,0001 et environ 0,15; et z

est la valence de M).

2. Composé d'intercalation ternaire selon la revendicat on 1, caractérisé en ce que le métal choisi parmi le groupe consistant du plomb, des éléments de transition, des métaux alcalino-terreux à l'exclusion du magnésium et des métaux du groupe IIIA de la classification périodique des éléments à l'exclusion de l'aluminium est l'un dont le fluorure a un point d'ébullition d'environ 4000 C ou davantage ou un dont le fluorure a un point de

sublimation d'environ 4000 C ou davantage.

3. Composé d'intercalation ternaire selon la

revendication 1, caractérisé en ce que le composé d'inter-

calation ternaire d'un graphite avec un fluorure métallique et le fluor est un composé à stade mixte comprenant au moins deux éléments choisis parmi le groupe consistant d'un composé de premier stade, d'un composé de deuxième stade, d'un composé de troisième stade, d'un composé de quatrième stade, d'un composé de cinquième stade, d'un composé de sixième stade, d'un-composé de septième stade

et d'un composé de huitième stade.

a 2496#_ 4.,Procédé de production ou de préparation d'un composé d'intercalation ternaire d'un graphite avec un fluorure métallique et du fluor représenté par la formule: Cx F(M Fz)y ( dans laquelle M est un métal choisi parmi le groupe consistant du plomb, des éléments de transition, des métaux alcalino-terreux à l'exclusion du magnésium et des métaux du groupe IIIA de la classification périodique des éléments à l'exclusion de l'aluminium; x prend les valeurs comprises entre environ 1et environ 100; y prend les valeurs comprises entre environ 0,0001 et environ 0,15; et z est la valence de M), caractérisé en ce qu'il comprend la mise en réaction d'un matériau de graphite avec un fluorure métallique choisi parmi le groupe consistant des fluorures du plomb, des éléments de transition, des métaux alcalino-terreux à l'exclusion du magnésium et des métaux du groupe IIIA de la classification périodique des éléments à l'exclusion de l'aluminium dans une atmosphère de fluor gaz à une température de O C à 400 WC pour au moins une période de temps suffisante pour

dans le graphite.

5. Procédé en ce que le matériau sont employés dans un , 6 Procédé caractérisé en ce que

00 C et 300 QC.

7. Procédé caractérisé en ce que pression de fluor gaz effectuer une augmentation en poids selon la revendication 4, caractérisé de graphite et le fluorure métallique

rapport en poids de 1:0,01 à 1:100.

selon la revendication 4 ou 5, la température est comprise entre

selon l'une des revendications 4 à 6,

l'atmosphère de fluor gaz a une

de 0,1 à 10 atmosphères.

8. Matériau électriquement conducteur, caractérisé en ce qu'il comprend un composé d'intercalation ternaire d'un graphite avec un fluorure métallique et du fluor représenté par la formule: C F(M Fz) x z y (dans laquelle M est un métal choisi parmi le groupe consistant du plomb, des éléments de transition, des métaux alcalino-terreux à l'exclusion du magnésium et des métaux du groupe IIIA de la classification périodique des éléments à l'exclusion de l'aluminium; x prend les valeurs allant d'environ 1 à environ 100; y prend les valeurs comprises entre environ 0, 0001 à environ 0,15; et z est la valence

de M).