石墨结晶-非晶结构转变中局域原子排布的拓扑特征

在球磨过程中，石墨发生了从晶态到非晶态的准连续结构转变。通过结合应用X射线衍射分析、反向蒙特卡罗建模和Voronoi图方法，确定了碳纳米材料结构中短程和中等程有序的定量特征。高分辨率TEM图像揭示了具有洋葱状结构的球状碳材料的形成。为球磨石墨的模拟原子构型构建的Voronoi多面体（VP）在其拓扑和度量特征上具有非凡的多样性，并包含大量五边形面。对VP球形度系数 $K_{sph}$ 的分析使得可以得出关于球磨碳结构中局域原子排布从石墨型向金刚石型转变的结论。球形度系数被提出作为拓扑序参数，用于定量估计非晶结构中的无序程度。