ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Углеродистые материалы и изделия из них, применяемые в электротермии Общая характеристика и свойства углеродистых материалов Структура углеродистых материалов из "Химическая электротермия" Электротермией называется совокупность теоретических и прикладных знаний, относящихся к получению тепловой энергии из электрической и к последующему ее использованию. [c.9] Первоосновы электротермии были заложены выдающимися русскими учеными, членами Петербургской Академии Наук, профессором Медико-хирургической академии в Петербурге В. В. Петровым и профессором Петербургского университета Э. X. Лещом. Первый открыл и впервые в мире (в 1802 г.) изучил электрическую дугу как источник тепла для проведения высокотемпературных реакций второй также впервые (в 1844 г.) всесторонне исследовал и доказал справедливость основного закона теплового действия тока, выведенного в 1841 г. чисто эмпирически Джоулем и именуемого, поэтому, законом Ленца-Джоуля. [c.9] В настоящее время электротермия является широко разветвленной областью знания, тесно переплетающейся со многими другими областями науки и техники. Большое место, занимаемое электротермией в народном хозяйстве вообще и особенно в химической промышленности, определяется непрерывно возрастающим прикладным значением продуктов реакций, протекающих при высоких температурах. [c.9] Электротермия в СССР поднята на очень высокий производи ственно-технический уровень, опирающийся на прочную научную базу. Богатый вклад в нее сделан русскими и, особенно, советскими учеными и инженерами. Выдающимися пионерами советской электротермии были проф. М. С. Максименко и проф. П. П. Федотьев. [c.10] Книга состоит из пяти частей, причем главы каждой части сгруппированы по признаку общности физико-химических свойств и характеристик рассматриваемых веществ и процессов. Построены все главы, по возможности, по единому плану. Сначала описываются физико-химические свойства получаемого продукта далее рассматриваются теоретические основы его образования, приводятся характеристики сырьевых материалов и требований к ним. После этого дается описание технологии процесса и применяемой аппаратуры. В заключение приводится характеристика конечного продукта и указывается его применение. Каждая глава снабжена (доведенным в основном до 1951 г.) перечнем важнейшей литературы, позволяющим читателю обратиться, при необходимости, к первоисточникам. [c.11] Настоящая книга не является переизданием книги Электротермия , вышедшей в 1939 г. под редакцией Д. Л. Оршанского. Значительный прогресс, достигнутый за последние 15 лет в области электротермии неметаллов, обусловил необходимость написания книги почти полностью заново. Кроме того, она отличается от Электротермии издания 1939 г. тем, что в ней рассматривается область только химической электротермии и не затрагивается имеющая свою обширную литературу металлургическая электротермия. [c.11] Значительная часть книги, а именно гл. I, III, VII, VIII и XI написаны Л. Я- Марковским. Гл. IX составлена лауреатом Сталинской премии В. П. Прянишниковым. При составлении Д. Л. Оршанским гл. II (главным образом в п. 3) и гл. X (преимущественно в пп. 1а, 16 и 3) использованы материалы Н. П. Божко и И. А. Косяковой Д. Л. Оршанским составлены также разделы Б и В гл. IV и подготовлена к печати вся остальная часть книги. [c.12] Авторы надеются, что настоящая книга может быть полезной для инженерно-технических работников заводов, научно-исследовательских институтов и проектных организаций, соприкасающихся с электротермическими процессами получения различных неметаллических веществ и материалов и их последующим использованием, а также для студентов старших курсов втузов соответствующих специальностей. [c.12] В заключение авторский коллектив считает своим долгом выразить благодарность члену-корреспонденту Академии Наук СССР, проф. П. Ф. Антипину за многочисленные полезные советы, использованные при обработке рукописи, В. Г. Кондакову — за редактирование ее, а также К. Д. Тер-Акопову, прочитавшему рукопись III главы и сделавшему ценные указания, и П. Е. Казаряну, ряд существенных замечаний которого, направленных на улучшение рукописи, был учтен авторами. [c.12] Значение углерода как одного из основных источников энергии в современной технике — общеизвестно. Достаточно указать, что перед последней мировой войной на всем земном шаре ежегодно сжигалось в топках свыше 1,5 миллиардов тонн каменного угля, антрацита и других углеродистых материалов. [c.13] В связи с таким разнообразием применения углеродистых материалов в электротермических производствах — и требования, предъявляемые к углеродистому сырью, также весьма специфичны и разнообразны. Так, если для восстановления особенно существенны достаточная химическая активность углерода и отсут-ствиев нем вредных для реакции примесей, то от электродов и угольных блоков, напротив, требуется повышенная химическая стойкость, высокая механическая прочность, малая пористость и соответствующая электропроводность. [c.13] Приведенное, далеко неполное, перечисление углеродистых материалов, применяемых в электротермии, а также та универсал -ная роль, которую они выполняют в электротермических процессах, вызывает необходимость предпослать их раздельному описанию специальное рассмотрение структуры и свойств так называемого черного углерода (этим собирательным наименованием охватываются все встречающиеся и в природе, и в технике разновидности углеродистых материалов, имеющие структуру графита и названные так с целью противопоставления их алмазу, имеющему совсем иную структуру). [c.14] Этим вопросам посвящается настоящая глава. В ней также рассмотрена термическая рекристаллизация углерода, лежащая в основе процесса графитироваиия, коротко описаны основные виды углеродистого сырья, применяемого в электротермии, и его физико-химические свойства, особенно его реакционная способность. [c.14] До применения рентгеновского метода изучения структуры углерода, как известно, считали, что имеются три аллотропические модификации его, отличающиеся по своим физическим и химическим свойствам алмаз, графит и аморфный углерод. [c.14] Если для алмаза характерны высокая твердость и механическая прочность, диэлектрические свойства и химическая инертность, то графит отличается мягкостью, хорошей смазывающей способностью, высокой электропроводностью, малой химической активностью, сочетающейся со способностью давать при особых условиях характерные для него, так называемые, топохимические соединения. Последние характеризуются тем, что в них имеет место внедрение в кристаллическую решетку графита различных посторонних атомов, ионов и молекул, сопровождаемое набуханием графита. Что же касается аморфного углерода, то характерными для него признаками считались высокая химическая активность, адсорбционная способность и низкая электропроводность, т. е. свойства, присущие таким видам углеродистых материалов, как активные угли, сажи, древесные угли и коксы. [c.14] Однако уже около 35 лет тому назад рентгенографическое исследование большого числа различных разновидностей черного углерода показало тождественность структуры графита и различных представителей аморфного углерода. Стало ясно, что аморфный углерод представляет собой мелкокристаллический графит. Дальнейшие работы ряда исследователей, в частности, электронографические измерения подтвердили в основном эту точку зрения, и в настоящее время она может считаться общепризнанной. [c.14] Признание отдельными исследователями возможности возникновения, при наличии некоторых специальных условий, особой аморфной структуры черного углерода (рассматриваемой в конце настоящего параграфа), — все же в целом не меняет сказанного. [c.15] Поэтому ниже рассматриваются только две структуры углерода структура алмаза и структура графита, в основном, — вторая. [c.15] Вернуться к основной статье