Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 2" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 1" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 12" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 11" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 10" (Журналы)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Промышленные производства -> Макарова Г.Н. -> "Химическая технология твердых горючих ископаемых" -> 188

Химическая технология твердых горючих ископаемых - Макарова Г.Н.

Макарова Г.Н., Харламповича Г.Д. Химическая технология твердых горючих ископаемых — М.: Химия, 1986. — 496 c.
Скачать (прямая ссылка): himiyatehnologiya1986.djvu
Предыдущая << 1 .. 182 183 184 185 186 187 < 188 > 189 190 191 192 193 194 .. 227 >> Следующая

При дальнейшем нагревании происходят сложные изменения внутренней
структуры формовки, увеличение размеров графитоподобных кристаллитов,
повышение степени их упорядоченности. Управляя этими процессами, можно
получить широкий ассортимент углеграфитовых материалов и изделий.
8.1. СВОЙСТВА УГЛЕРОДА И СТРУКТУРА УГЛЕГРАФИТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
Искусственные углеродистые материалы (кокс, технический углерод и др.) по
структуре приближаются к графиту. Так, в графите, как и в ароматических
углеводородах, атомы углерода находятся в валентном состоянии, отвечающем
Бр2-гибридиза-ции. Три равноценные сг-связи располагаются в одной
плоскости. Четвертый валентный электрон создает дополнительную л-связь.
Монокристаллы графита состоят из большого числа плоских параллельных
слоев, образованных правильными шестиугольниками из атомов углерода.
Расстояние между соседними атомами углерода в плоскости равно 0,142 нм, а
между соседним слоями 0,334 нм. Энергии связей равны соответственно 420-
460 и 42 кДж/моль. В пространстве между слоями л-электроны) образуют
единое электронное облако, обладающее достаточной)
Р нс. 8 .1 . К pic тал зическа я струк тура 1раф ита :
а - модель гексагональной структуры; б -взаимное расположение слоев.
подвижностью. Именно этим и объясняются высокие электропроводимость и
теплопроводность графита в направлении кристаллографической оси А,
приближающиеся к значениям этих свойств для металлов.
Анизотропия свойств графита определяет относительную легкость расщепления
слоев и адсорбцию графитовых пленок на поверхности металлов. Это
объясняет малые коэффициенты трения в системах металл - графит и
исключительные фрикционные характеристики графитовых изделий. И наконец,
стабилизация такой сложной структуры, какой обладает графит, в результате
обобществления я-электронов, позволяет объяснять высокую термическую
стабильность этого материала (рис. 8.1).
На рисунке рассматриваются две идеализированные структуры графита --
гексагональная и ромбоэдрическая. В первой из них (см. рис. 8.1) атом
углерода каждого слоя располагается против центра шестиугольника
соседнего слоя, т. е. два соседних слоя смещены один по отношению к
другому на 0,142 нм. Если обозначить соседние слои через А и Б, то
гексагональную структуру можно представить в виде последовательности
АБАБАБ. Период повторяемости равен удвоенному расстоянию между слоями
(0,669 нм).
В другой, ромбоэдрической структуре наблюдается повторяемость через два
слоя (АБВАБВ) и в каждом третьем слое атомы углерода располагаются точно
под первым. В некоторых природных графитах доля, приходящаяся на
ромбоэдрическую структуру, составляет до 30%. При нагревании до 2000-
3000 °С ромбоэдрическая структура превращается в гексагональную,
последняя характерна для всех искусственных графитов.
Реальные кристаллические структуры графитов отличаются от идеальных
наличием разнообразных нарушений структуры, которые собирательно именуют
дефектами. Характер и степень дефектов структуры влияют на
теплофизические, механические, полупроводниковые и многие другие свойства
искусственных графитов и углеграфитовых материалов.
Дефекты в упаковке слоев возникают в результате нарушений в
закономерностях их чередования. В искусственных графитах часто
встречается тур-бостратная структура, в которой пакеты параллельных слоев
кристаллитов графита ориентированы по отношению друг к другу под разными
углами. При этом увеличиваются межшюскостные расстояния до 0,345 нм,
уменьшаются размеры плоских решеток. Между блоками турбостратных слоев
находится неупорядоченная часть, представляющая собой, по-видимому, особо
мелкие микрокристаллиты графитоподобного типа. Только при температурах
выше 2100-2300 °С происходит постепенный переход турбостратной структуры
в трехмерную структуру графита.
Дефекты в связях решетки графита объясняются незаполненностью части углов
шестигранников графита атомами углерода. Возникают "вакансии", или
"дырки", - узлы, свободные от атомов углерода. Некоторое число атомов
оказывается вне узлов ("межузельные атомы"). Скопление этих "атомов" и
"дырки" приводят к искривлению плоских углеродных решеток, их разрыву и
образованию пор в теле графитового материала.
Дефекты в структуре возникают и при внедрении гетероатомов в углеродную
решетку, которые попадают не только в межслоевое пространство, но и
занимают вакантные узлы в решетках.
Естественно, что подобные дефекты неблагоприятно влияют на специфические
свойства графита, увеличивая его электрическое сопротивление, ухудшая
механические свойства, нарушая анизотропию, способствуя формированию
пористой структуры материала.
Исходные сырьевые углеродистые материалы отличаются от получаемых
углеграфитовых материалов наличием большого числа дефектов
графитоподобных элементов, а также значительного числа посторонних
атомов. Свойства сырьевых материалов в большой мере определяют степень
дефектности структуры изделий.
8.2. ОБЩАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА УГЛЕГРАФИТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
Предыдущая << 1 .. 182 183 184 185 186 187 < 188 > 189 190 191 192 193 194 .. 227 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама