По́ристость углеро́дных материа́лов, характеристика, отражающая долю пустого пространства в объёме твёрдого тела. Все углеродные материалы (УМ) обладают пористостью, конфигурация и величина которой влияет на макро- и микроструктуру материалов, их физико-химические свойства, в частности: прочностные и теплофизические характеристики, адсорбционную и реакционную способность, проницаемость к жидким и газовым средам. Образование пористости в УМ обусловлено протеканием процессов термической деструкции и конденсации в исходном сырье. В результате от массы углеродсодержащего сырья отщепляются отдельные гетероатомы, водород, часть углерода и их группы и удаляются в виде газообразных продуктов, а твёрдый остаток обогащается углеродом с образованием графитоподобных областей конденсированных ароматических ядер. В твёрдом углеродном остатке одновременно с кристаллической структурой формируется пористость. В искусственных и природных графитах пористость обычно составляет 15–25%, в высокопористых углеродных материалах значение может достигать 95–98%.

Строение поровой структуры в УМ имеет сложный характер, поэтому для описания пор используется понятие эффективного радиуса поры. Эффективный радиус поры (r_эф) – условный радиус поры круглого сечения, равнозначного по площади сечению реальной поры.

Поры в УМ по размерам эффективного радиуса подразделяются на фольмеровские (r_эф ≤ 2,5–3,5 нм), кнудсеновские (2,5–3,5 < r_эф ≤ 30–35 нм), переходные (30–35 < r_эф ≤ 3000–3500 нм) и пуазёйлевские (r_эф > 3000–3500 нм). Последние два класса влияют на проницаемость и эксплуатационные свойства УМ.

Существует иная классификация пор по размерам: микропоры (r_эф ≥ 1,5–2 нм), мезопоры (1,5–2 < r_эф ≤ 100–200 нм) и макропоры (r_эф > 100–200 нм).

По структурной конфигурации и расположению в объёме твёрдого тела поры подразделяются на каналообразующие (канальные, транспортные), тупиковые и закрытые (недоступные, замкнутые).

Каналообразующие поры связаны между собой и с поверхностью твёрдого тела. По ним осуществляются процессы массо- и теплообмена с поверхности твёрдого тела вглубь поры.

Тупиковые поры связаны с поверхностью тела, но не имеют сильного разветвления с другими порами. В процессе эксплуатации поры частично заполняются проникающими веществами, но инфильтрация не сказывается на проницаемости УМ.

Закрытые поры не связаны между собой и с поверхностью твёрдого тела либо сообщаются через проходы меньшего, чем молекулы газа или жидкости, размера.

Пористость стеклоуглерода, пироуглерода, тонких алмазных и алмазоподобных пленок, рекристаллизованного графита характеризуется порами закрытого типа, другие УМ обладают значительной долей тупиковых и каналообразующих пор, сумма которых является открытой (доступной) пористостью твёрдого тела.

Для описания УМ применяется открытая пористость, поскольку по её значению можно оценить долю пор, способных к наполнению газами или жидкостью в процессе эксплуатации или ввиду дополнительной обработки при изготовлении путём насыщения материала.

Для определения открытой пористости УМ используется метод гидростатического взвешивания, основанный на законе Архимеда. В качестве рабочих жидкостей чаще всего используются вода, спирты, бензол, гептан.

Для более тонкого измерения пористости в качестве рабочей среды применяется газ, в частности гелий. Выбор гелия обусловлен отсутствием адсорбции на углероде при нормальных условиях и малым размером молекул, способных проникать в пустоты твёрдого тела, размеры которых сопоставимы с их размерами.

Совокупность открытых и закрытых пор составляет общую пористость УМ. По величине общей пористости на единицу массы (ν_уд) все УМ разделяются на пять типов: особо плотные (ν_уд ≤ 0,05 г/см³), плотные (0,05 < ν_уд ≤ 0,10 г/см³), пористые (0,10 < ν_уд ≤ 0,15 г/см³), среднепористые (0,15 < ν_уд ≤ 0,20 г/см³), высокопористые (ν_уд > 20 г/см³).