Углеродные и графитовые материалы

Силицированный графит представляет собой композиционный материал, который состоит из углерода с различной степенью совершенства кристаллической структуры, карбида кремния а- или /3-модификации, свободного кремния, с примесями и азота. Технология изготовления деталей из силицированного графита нёСложна. Из заготовок графита заданной формы и размеров их вытачивают или прессуют с учетом необходимых припусков, а затем пропитывают жидким кремнием при температурах выше температурь плавления кремния. Для силицирова-ния используют специальные углеродные материалы - как графитированные, так и обожженные (графитированные - ГМЗ, АРВ-1, ПГ-50, ПРОГ-2400, обожженные углеродные материалы АРВ и 2П-1000 и прессованные материалы с графитовым наполнителем полученный прессованием графитированного порошка и пульвербакелита в качестве связующего с добавками, в ряде случаев, парафина и материал марки Е (природного графита). [c.243]

Из фенольных и термореактивных смол помимо волокон изготовляется углерод, который по структуре относится к стеклоуглероду. В зависимости от температуры обработки получается углеродный или графитовый материал. По данным работы [c.256]

Сведения о текстурных и структурных характеристиках исследованных образцов получены из анализа изотерм адсорбции азота и диоксида углерода, а также методом сканирующей электронной микроскопии. Обнаружено, что при термическом расширении происходит расщепление графитовых пластин на более тонкие слои. Полученные образцы обладают развитой микропористой структурой, представленной в основном щелевидными микропорами с преобладающим размером щелей 0,71-0,92 нм. Суммарный объем микропор составляет 0,114-0,330 см /г и зависит от способа приготовления углеродного материала. [c.122]

Основным в системе терминов является термин - углеродный матери . Под углеродным материалом следует понимать твердый материал, который состоит в основном из углерода, имеющего графитовую или графитоподобную структуру различной степени совершенства (алмаз и алмазные материалы здесь не рассматриваются). Материалы, имеющие природное происхождение, определяются как природные углеродные материалы. К ним относятся графит, шунгит, антрацит и некоторые марки высокометаморфизованных углей. Все углеродные материалы, получаемые термической обработкой органических веществ, объединяются под термином искусственные углеродные материалы. [c.11]

Таким образом, частично графитированный материал, согласно этой гипотезе, состоит из четырех типов элементарных углеродных слоев. Концентрация каждого из них изменяется с температурой обработки. При 2000 °С концентрация слоев типа 2 достигает максимального значения. Так как эти слои не имеют искажений, то присутствие максимального числа слоев уменьшает общую деформацию структуры материала. Удаление смещенных атомов только с одной стороны слоя при 2100 °С приводит к увеличению микродеформаций вследствие появления асимметрии внутреннего состояния слоев Гэ. При дальнейшем нагреве "очищаются" и вторые поверхности слоев слои становятся совершенными, образуя графитовую структуру. [c.19]

ГЭ — графитовый электрод (из углеродного материала) [c.709]

На рис. 2 приведены микрофотографии продуктов, полученных при давлениях, соответственно ниже атмосферного, при атмосферном и выше атмосферного. Полученные результаты показали, что образование сажевых частиц конденсацией углеродного пара наблюдается и в малых реакционных объемах при отсутствии интенсивного перемешивания. В этом случае количество образующейся сажи увеличивается с повышением начального давления инертного газа в реакционном объеме. Присутствие в образцах бесформенных агрегатов графитоподобного углерода, по-видимому, можно объяснить распылением материала графитовых стержней пламенем дуги. [c.191]

Величина электропроводности (сопротивления), значение температурного коэффициента и его знак, а также величина и знак эффекта Холла зависят от генезиса, условий пиролиза и последующей термической обработки углеродных материалов. Температурный коэффициент электросопротивления угольных изделий имеет отрицательный знак, монокристалла графита — положительный, а в случае графитовых образцов с менее совершенной структурой наблюдается инверсия знака. Значение температуры инверсии знака коэффициента сопротивления тем ниже, чем больше величина кристаллитов углеродного материала [14]. [c.29]

На основании имеющихся данных можно сформулировать основные пути изменения кристаллохимической структуры для повышения коррозионной стабильности углеродных электродов. Это — устранение неароматического углерода, с одной стороны, и сшивка графитовых кристаллитов прочными к окислению боковыми связями —с другой. Трудность создания такого углеродного материала заключается в том, что с точки зрения представлений о механизме графитации указанные требования взаимо противоречивы. [c.93]

В монографиях, посвященных электрохимии органических соединений [198, 199], указывается, что графитовые электроды применяются для осуществления электроорганических синтезов и особенно широко — анодных реакций. Они упоминаются при проведении практически всех анодных реакций окисления, димеризации и конденсации, замещения и присоединения. К сожалению, анализ оригинальной литературы показывает, что количество работ, в которых имеются данные об адсорбционном и кинетическом поведении органических веществ на электродах из углеродных материалов, невелико. Еще меньше известно о влиянии природы углеродного материала на направление протекания электрохимических реакций органических веществ. Однако именно эти работы представляют наибольший интерес с точки зрения электрокаталитических свойств углеродных материалов -В реакциях электроорганического синтеза. [c.155]

Графитовые и углеродные волокна. Исходным материалом, наиболее часто применяемым для производства графитовых волокон и тканей, является очищенная целлюлоза и регенерированные целлюлозные материалы. Путем сложного технологического процесса в электрической печи при температуре 2700° С целлюлоза превращается в графит. Перед обжигом волокна ткут, сваливают в войлок или фетр или прядут. Получаемый после обжига материал не нуждается пи в какой дополнительной обработке, за исключением вакуумной очистки для удаления углеродистых частиц. [c.328]

Обесхлоривание рассола можно проводить также в присутствии углеродного материала в качестве восстановителя. Наиболее пригоден для этого графит в виде отработанных остатков хлорных электродов, раздробленный на куски размером 20—30 мм [773—790]. После доведения pH рассола до 6—7, его пропускают через колонку, заполненную графитовой насадкой. При этом протекает реакция восстановления [c.176]

Улучшить контакт токоподвода к графитовому аноду можно за счет усложнения формы нарезки графитового стержня [58] и заливки в гнездо графитовой плиты свинца, в который ввертывается токоподводящий стержень [59]. Было предложение об устройстве анода в виде непрерывно движущейся ленты с нанесением на нее углеродного материала [60]. [c.108]

Неупорядоченность строения АУ, наличие в микрокристаллах графита (составляющих АУ) дефектов и примесей обуславливает нестабильность физических свойств углеродных сорбентов при нагревании. Важнейшим процессом в углях, происходящим при их нагревании и влияющим на сорбционные свойства их, является графитизация — рост микрокристаллов графита и упорядочение их расположения. Графитизация сопровождается уменьшением площади поверхности и количества на ней активных центров, что нежелательно. Кристаллы растут за счет конденсации углеродного вещества при молекулярном крекинге — отрыве периферийных групп (СО, СН4, Нг при 500—700 °С) или связывании водорода в этих группах (при наличии кислорода или галогенов). Дальнейшая графитизация связана в основном с перемещением мелких графитовых кристаллов в промежутках между большими, неподвижными при данной температуре. Но движение кристаллов в углях затрудняется наличием прочных перекрещивающихся пространственных связей, возникающих вследствие ранней полимеризации исходного материала. В любом случае нагревание выше 1000—1050°С приводит к потере части сорбционной емкости АУ за счет графи-тизации [128]. [c.124]

Исследование электропроводности пористых углеродных материалов проводили на образцах с суммарной пористостью 19 44,3 54,3 61 78%, характеристика которых приведена в табл. 19. Образцы из сравнительно плотных графитов (I, II, III) были выполнены в виде трубок ( вн = 8 мм) пористые образцы (IV, V) из-за их хрупкости —только в виде стержней. Образцы закрепляли между двумя графитовыми токоподводящими стержнями длиной /= = 180 мм каждый сопротивление по их сечению близко к сопротивлению исследуемого материала. [c.149]

Большой реакционной способностью будут характеризоваться участки углеродного материала, представляющие собой кокс пульвербакелита, размещенные, как это было видно из исследования микроструктуры, в местах контакта отдельных частиц графитового порошка. В процессе силицирования в этих местах быстро образуется карбид кремния, который перекрывает транспортные поры. При малом содержании пульвербакелита и низких удельных давлениях прессования этот фактор не имеет существенного значения. Поэтому добавлять в шихту большое количество пульвербакелита и чрезмерно повышать удельное давление прессования не рекомендуется. [c.168]

Крупности зерна углеродного материала. Хотя общая величина объема, занимаемого порами, во всех случаях примерно одинакова, все же наблюдается некоторая тенденция к снижению величины степени пропитки П. С увеличением крупности зерна снижается и механическая прочность прокаленного материала, что, видимо, объясняется уменьшением общей площади контакта между графитовыми частицами. [c.169]

Пластмассы с высоким наполнением углеродным наполнителем носят название графитопластов, а также антегмита. Последнее наименование расшифровывается как антикоррозионный, теплопроводный графитовый материал. Выпускается этот материал под маркой АТМ-1 на основе наволачной фенолформальдегидной смолы с наполнителем из мелкодисперсного искусственного графита [42]. Изделия из материала АТМ-1 в виде плитки, труб и др. Формуют методом горячего прессования на прошивных пульсирующих прессах в непрерывном режиме или в пресс-форме. Так как теплостойкость АТМ-1 находится на уровне 130 °С, то для более высоких температур эксплуатации его подвергают обжигу, а иногда графитации после обжига материал обозначается АТМ-10 и ТАТЭМ. Различие этих двух марок сводится к различию в рецептуре и длительности обжига. АТМ-10 обжигают с большой скоростью — за 10 ч, тогда как обжиг ТАТЭМ длится 300—450 ч. Графитированный материал имеет марку АТМ-1 Г. [c.261]

Исследованиями зарубежных и отечественных ученых усгановлено, что эксплуатационные свойства углеродных материалов находятся в прямой зависимости от структуры и, в частности, кристаллической структуры нефтяных коксов. При высокотемпературной обработке нефтяных коксов при прокаливании и графитации происходит целый ряд физико-химических превращений, в результате которых несоверщенный по своей структуре кокс перестраивается в кристаллический материал с трехмерно упорядоченной структурой. Особый интерес представляет перестройка тонкой кристаллической структуры, так как многообразие переходных форм углерода, многообразие свойств углеграфитовых материалов определяется сочетанием углерода в различных гибридных состояниях с разным типом углерод-углеродных связей, а также надмолекулярной структурой, определяемой ориентацией графитовых слоев и степенью их совершенства. [c.117]

В химических аппаратах кроме материала ATM и металлической арматуры необходим второй углеродный материал — графитовые блоки, заготовки, пропитанные с целью создания непроницаемости для жидких сред той же фенолформальдегидной смолой. Такие блоки пропитывают в специальных автоклавах смолой, которая затем в других автоклавах полимеризуетоя в блоках. Блоки затем могут быть подвергнуты склеиванию и механической обработке для получения необходимой конфигурации детали аппарата. [c.53]

Было освоено производство труб из обожженного материала АТМ-1 для технологии силицирующего обжига и для получения заземляющих электродов из АТМ-1. Началась отработка корпусов насосов, армированных углеродным волокном. Для изготовления блочной химаппаратуры было организовано производство графитовых блоков больших габаритов, полученных по технологии типа материала МГ-1, производившегося на МЗЗе и ЧЭЗе, но имевшего существенные отличия и названный поэтому ЗХП (заготовки холодного прессования). В этой работе заводу оказал существенную помощь научный сотрудник НИИграфита В.А. Черных. [c.173]

Нефтяной кокс - это собирательное название для продуктов глубокой переработки нефти - твердых веществ состоящих в основном из углерода (около 90% масс.) [32]. На сегодняшний день ученые пришли к пониманию того, что структура углеродного вещества неисчерпаемо разнообразна [104], а доминантой ее является технология получения углеродосодержащего материала это может быть аморфный углерод в виде лент, скрученных стержней участки графитовой упаковки участки с упаковкой, близкой к алмазу, и т.д. И хотя тенденция объединять все многообразие неалмазных полимерных форм углерода под определением графитов сохранилось до сих пор, опыт указывает на существование невообразимо большего множества кристаллических форм углерода. На сегодняшний день бесспорным является тот факт, что кристаллические графиты и алмазы являются лишь некоторыми из форм существования полимерного углерода. Так, например, известно о существовании кристаллического карбина, содержащего углеродные цепочки между узлами разветвления [104]. [c.58]

При высоких температурах (670—870 К) в присутствии сильных окислителей графит претерпевает окислительные превращения, которые в конечном счете приводят к образованию газообразных продуктов. При более низких температурах (570—670 К) могут образовываться слоистые соединения графита, в которых еще сохраняется слоистый каркас углеродных сеток. Среди слоистых соединений графита большую группу составляют продукты, содержащие калий и другие щелочные металлы. Так, расплавленный металлический калий поглощается графитом с образованием при 670 К продуктов приблизительного состава СаК, С1бК, С24К, СзбК. Атомы калия, внедряясь между базисными плоскостями графита, увеличивают расстояние между ними до (5,40—5,65) X X м [31]. Внедрение атомов щелочных металлов в кристаллическую решетку графита вызывает разрыхление материала. В ряде случаев графит выступает донором электронов в так называемых графитовых солях. Известны синие соли графита, и среди них особой стабильностью обладают нитрат графита 24 NOз-, который характеризуется расстоянием между слоями углеродных атомов 8-10 м [31]. Существует мнение, что нитрат графита можно рассматривать в качестве некоторого промежуточного продукта, возникающего при одновременном действии температуры и окислителя с образованием предельно окисленного продукта. [c.473]

В результате окисления поверхности углеродного материала из-за адсорбции кислорода или взаимодействия с кислородом или другими окислителями (перманганатом, бихроматом, азотной кислотой и т. д.) образуется ряд кислородсодержащих поверхностных групп. Природу этих групп подробно обсудил Боэм [18]. Кислород в них связан достаточно прочно, и его десорбция практически невозможна без одновременного удаления некоторого количества поверхностных атомов углерода. Поэтому, чтобы удалить основную часть поверхностных атомов кислорода, необходимо обезгажнвать образец при 1170 К, хотя процесс начинается уже нри 370 К. Значительное количество прочно связанного кислорода (но не весь кислород) входит в различные функциональные группы, которые образуются при его воздействии на углеродные кольца, расположенные по периферии графитовых слоев в графитоподобных кристаллитах. В тех формах углеродного материала, которые слабо графитн-рованы, кислород связывается, конечно, и поверхностью аморфной фазы, но о том, каким образом это происходит, известно весь.ма немного. Во всяком случае, ясно, что периферические углеродные кольца графитового слоя должны нести другие атомы или группы атомов, связываемые с ненасыщенными атомами углерода, для того чтобы удовлетворить необходимым валентным условиям. Действительная природа этих атомов и групп является предметом дискуссии. В идеальном графитовом слое, свободном от кислорода, периферические кольца присоединяют атомы водорода и должны сохранять ароматический характер. Для части углеродной структуры это, несомненно, соответствует действительности. Однако кислород никогда полностью не удаляется, и его содержание растет, если окисление протекает более глубоко. [c.95]

И графитизированных нитей ясно, что графитизированные нити, которые подвергаются окислению, не являются графитом, а лишь частично графитизированным углеводородным материалом. С этой точки зрения графитизированные нити могут грубо рассматриваться как графит с присадкой водорода, который вносит нарушения в структуру всей нити. Тип 1 участков находится на этом углеводородном материале, тип 2 является графитовой решеткой, ненарушенной водородом или другими присадками. Эта точка зрения подкрепляется тем, что энергия активации и порядок реакции для окисления участков типа 2 одинаковы с теми, которые приводятся для окисления чистого графита Блайхолдером и Эйрин-гом [14]. Процесс 1 имеет нарушенную решетку, в которую включен водород в активированный комплекс для образования поверхностного окисла типа 1. Процесс 2, который состоит в образовании поверхностного окисла 2, включает в его активированный комплекс только графитовый углерод и кислород. Процессы 3 и 4 подобны, за исключением того, что в процессе 3 поверхностный окисел отрывается от углеводородного материала, в процессе 4 кислород должен унести углеродный атом из графитовой решетки без нарушения, за исключением нарушения поверхностного окисла. По-видимому, процесс 4 более трудный, чем процесс 3. Процесс 5 есть процесс графитизации, при котором водород покидает материал, а углеродные атомы организуются сами в графитовой структуре. Процесс 6 происходит вследствие наличия кислорода в поверхностном окисле типа 1, который покидает поверхность скорее с водородом, чем с углеродом, оставляя, таким образом, негидрогенизи-рованный углерод, который может образовать графитовую структуру типа 2. В частности, в гидрогенизирован-ной графитовой решетке будут участки и типа 2 и типа 1. Благодаря разложению окисла типа 1 решетка будет разрываться до такой степени, что участок типа 2, который зависит от устойчивости графитовой решетки, станет участком типа 1. Это является уже процессом 7. а в коэффициенте пропорциональности процесса 7 для этой модели является средним числом участков типа 1, которые должны быть удалены, для того чтобы превра- [c.180]

Открытие сверхвысокопрочных волокон, основу которых составляет графит, внедренный в органический полимер, привело к разработке нового класса материалов — композитных материалов с улучшенными свойствами. Волокно, например графитовую углеродную цепь, мииеральное волокно или вытянутый углеводородный полимер, суспендируют в обычном высокомолекулярном полимере, например в эпоксидной смоле. Образующийся материал может не уступать конструкционной стали по пределу прочности при растяжении при значительно меньшей массе. Вследствие высокого соотношения прочность/ масса он находит широкое применение в аэрокосмических технологиях. Использование композитов для изготовления фюзеляжей и других деталей привело к значительному уменьшению массы изделий в военном и гражданском самолетостроении. Композитные материалы нашли применение в астронавтике, при изготовлении спортивного инвентаря, деталей автомобилей (например, ведущий вал, листовые рессоры), корпусов судов. [c.132]

Образец при таких измерениях должен находиться в вакууме для исключения влияния конвективных токов, нагревающих верхнюю часть образца. Однако можно получить достаточно надежные данные, если просто усреднить значения яркостей в верхней и нижней частях спектрограммы. Основной помехой поэтому являются локальные различия испускательной способности, из-за которых изображение получает полосатый вид. Правда, часть наиболее интенсивных полос легко исключается, но для устранения их влияния полностью приходится снимать несколько образцов подряд и результаты фотометрирования усреднять. Образцы пиролитического графита для исследования индикатрисс излучения готовились осаждением материала на полированные графитовые палочки диаметром 5 мм. На одной и той же пластинке фотографировалось сразу большое количество спектров для различных температур. Обработка спектрограмм сразу же давала температурную и спектральную характеристики распределения излучения углеродных материалов в полупространстве. [c.140]

Использование высокопористых углеродных материалов (пенококсы, пенографиты, материалы на основе углеродных и графитированных микросфер и волокон), отличающихся низкой теплоемкостью, в электропечах методического и общепромышленного назначения (индукционные и печи сопротивления, вакуумные и с инертной или восстановительной средой) позволяет в отдельных случаях резко увеличить их производительность за счет сокращения времени остывания, увеличения рабочего объема (из-за снижения объема теплоизоляции) и т. д. Так, в работе [146] отмечается, что в наиболее экономичной печи можно применять в качестве изоляции графитовый войлок. Последнему по теплофизическим свойствам несколько уступает пенококс, однако пенококс как конструкционный материал более удобен, ибо он хорошо обрабатывается, что позволяет изготавливать из него теплоизоляцию требуемой формы и размеров. При использовании же графитового войлока иногда необходимо создавать дополнительные конструктивные элементы [ 14б] . Все-таки применять графитовый войлок в качестве высокотемпературных уплотнений и упаковок предпочтительнее [149], так как он обладает значительно (в 2,5—3 раза) меньшим, чем пенококс, газоотделе-нием [146]1. [c.162]

Этот метод дает возможность получать газонепроницаемые графитовые изделия за счет образования пленки пироуглерода на нагретой поверхности при термическом разложении углеводородов. С целью получения совершенно непроницаемого нерасслаивающе-гося материала рекомендуют вести процесс разложения в две стадии сначала при малой скорости разложения, т. е. при низкой температуре и малой концентрации углеводорода, добиваются максимального уплотнения материала, а затем при более высокой температуре осаждают углеродную пленку необходимой толщины на поверхности изделия. [c.64]

Имеются технологические способы получения углеродных или графитовых волокон, точно так же обладающих исключительной прочностью в композициях. Эпоксидная смола, усиленная графитовым волокном, была весьма успешно испытана как конструкционный материал для всех несущих пдог,костей реактивных самолетов. По сравнению с традиционными материалами это дало снижение массы до 50%. [c.98]

В настоящей работе исследовано смачивание пирографита, стеклоуглерода и графита марки ПРОГ-2400 кремнием чистотой 99,9999% и его сплавами с ниобием, танталом, молибденом и вольфрамом. Методика приготовления и состав сплавов описаны выше (гл. II, п. 1). Результаты исследования смачивания указанных углеродных подложек сплавами системы 51—N5 приведены в работе [95]. Эксперименты проводили иа установке, описанной ранее [93]. На графитовую пластину, нагреваемую прямым пропусканием тока, был помещен исследуемый углеродный материал (подложка), на которой расположен кусочек кремния или сплава. В установке создавали вакуум 1,33 дПа (1-10- мм рт. ст.), после чего ее заполняли гелием высокой чистоты. Затем с помощью вертикального молибденового нагревателя разогревали титановый геттер. Сплав медленно нагревался и плавился. Для сплава, содержащего 19,7% N5, опыт проводили при 1600° С, для всех остальных сплавов— при 1410° С. Необходимость подробного изучения смачивания пирографита и стеклоуглерода жидким кремнием и сплавами на его основе объясняется тем, что в данном случае мы имеем дело с двумя крайними состояниями углерода. Хорошо упорядоченный пиролитический графит отличается наибольшей термодинамической стабильностью, а стеклоуглерод представляет собой наиболее неупорядоченную, сравнительно нестабильную форму углерода. Углерод обоих видов практически бес-порист. Все виды углеграфитовых материалов, которые используют для получения силицированных графитов, яв.члютея определенной комбинацией этих состояний уг- [c.64]

Рассмотрим кинетику образования слоя карбида кремния на поверхности графитовой пластины, опущенной в расплавленный кремний [123]. Чтобы исключить эффект проникновения кремния в объем графитового образца, применяли углеродный материал с размером пор не более 0,1 мкм. Размеры образцов 40X10X2 мм. [c.121]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология