ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Структура графита из "Углеводородные и другие жаростойкие волокнисты материалы" Углеродные волокна относятся к переходным формам углерода, структурные элементы которого близки к графиту. Поэтому в данной главе приводятся краткие сведения о структуре графита, рассматриваются особенности переходных форм углерода и современные представлетш о структуре углеродных волокон. [c.19] В природе графит встречается в различных породах, из которых выделяются мягкие маленькие чешуйки, представляющие собой кристаллы почти совершенной формы. Для изучения свойств и структуры графита использовались тщательно отобранные и очищенные кристаллы графита. [c.19] Согласно идеализированной кристаллической структуре, предложенной Берналом [5], атомы углерода в каждом слое располагаются точно над центром правильных гексагонов в соседнем верхнем слое (рис. 1.1), причем порядок упаковки выражается чередованием слоев аЬ аЬ аЬ. Это означает, что по отношению к некоторой фиксированной оси с третий слой имеет точно такое же расположение атомов, что и первый, и т. д. Подобная структура соответствует гексагональной структуре с четырьмя атомами углерода в элементарной ячейке. [c.20] В другой идеализированной ромбоэдрической решетке были обнаружены такие же слои шестигранных сеток, однако каждый третий слой находится в таком отношении ко второму, в каком второй находится к первому. Поэтому вдоль оси с получается следующая последовательность слоев ab , ab . Относительное содержание этой модификации из-за смещения слоев друг относительно друга изменяется при механической и химической обработке графита. Ромбоэдрическая упаковка, встречающаяся в графите после шлифовки, также обусловлена деформацией сдвига или кручения [6, с. 114]1 Почти полное отсутствие ромбоэдрической упаковки слоев в искусственном графите и переход ромбоэдрической структуры в гексагональную при нагревании до температуры 2000—3000 °С свидетельствуют о большей стабильности последней модификации [7]. [c.20] Кроме природного известны искусственные графиты, получаемые различными способами. [c.21] На рис. 1.1 показана идеальная структура графита. В действительности, как и для всяких кристаллических тел, графиту присущи различные дефекты, и прежде всего дислокации, из-за чего могут изменяться его свойства. Особенно наглядно это проявляется для искусственных графитов (табл. 1.1). [c.21] Теоретическая плотность природного графита, вычисленная но данным рентгеновского анализа, исходя из размеров кристаллической ячейки, составляет 2,265 г/см практически определенная плотность близка к этому значению. Искусственные графиты из-за дефектов и пористости имеют более низкую плотность. [c.21] При механическом воздействии в первую очередь происходит разрушение графита вследствие перемещения базисных плоскостей друг относительно друга с разрывом слабых межслоевых связей. Поэтому в зависимости от способа приложения нагрузки (растяжение, сжатие, изгиб) изменяется прочность графита. Прочность графита невелика, и согласно данным табл. 1.1 предел прочности при растяжении не превышает 10 кгс/мм , а при сжатии 48 кгс/мм2. Модуль Юнга графита также низкий (максимальное значение 11 102 кгс/мм2). [c.21] Удельная теплоемкость графита мала—0,17—0,40 кал/(г-°С) это указывает ка большую прочность связей между атомами и незначительное их взаимное колебание. Коэффициент теплопроводности графита необычайно высок [9] в направлении, параллельном базисной плоскости, он составляет 140—350 ккал/(м-ч-°С), а в перпендикулярном направлении — 0,8—60 ккал/(м-ч-°С). Электрическое сопротивление вдоль базисных плоскостей может быть на 1 — 3 порядка меньше, чем в направлении, перпендикулярном базисным плоскостям. [c.22] Графит в инертной среде обладает очень высокими термическими свойствами. Он не плавится, и углерод начинает возгоняться при 3600 °С. Приведенные термические характеристики графита объясняются большой прочностью углерод-углеродных связей и высокой концентрацией л-сопряжений в графите. [c.22] Вернуться к основной статье