Дефекты структуры в графите

Для структуры реальных кристаллических нефтяных твердых тел (графит, парафины) характерно большое количество дефектов, которые слабо влияют на плотность, диэлектрическую проницаемость, удельную теплоемкость и значительно — на проч- [c.165]

При выборе наполнителя и его концентрации учитывают совокупность влияния на все функциональные свойства продукта его структуры, дисперсности и модификации. Форма частиц наполнителя может быть разнообразной сфероидальной (технический углерод), пластинчатой или чешуйчатой (слюда, тальк, графит), игольчатой (асбест), кубической (оксиды металлов). Неорганические наполнители имеют кристаллическую ионную, металлическую или смешанную решетку с многочисленными дефектами. Тальк, слюда, дисульфид молибдена и графит имеют смешанные решетки — внутри кристаллических слоев действуют ковалентные, химические силы, между слоями — ван-дер-ваальсовы взаимодействия. Для лакокрасочных материалов содержание наполнителей или пигментов в пленке характеризуют объемной концентрацией пигмента (ОКП) и критической объемной концентрацией пигмента (КОКИ), выше которой качество покрытия резко ухудшается. Их рассчитывают по формулам [89, 128] [c.167]

Любой структурной характеристике идеализированной трехмерной решетки графита может соответствовать некоторый дефект. Многие из этих дефектов встречаются в образцах частично графитизированных углеродов, рассматриваемых ниже. Разнообразие и устойчивость различных дефектов структуры в графите имеет первостепенное значение при объяснении многих свойств твердого углерода. Некоторые из них будут описаны при рассмотрении отдельных физических свойств в следующем разделе. Наиболее подходящими мето- дами при исследовании дефектов в почти идеальной структуре графита (см. ниже) являются рентгеновские и другие дифракционные методы. Если концентрация дефектов очень мала, рентгеновские методы оказываются недостаточно чувствительными. В этом случае для оценок можно воспользоваться методами, основанными на изучении электрических или химических свойств. Для исследования грубых дефектов лучшие результаты могут дать другие методы. [c.13]

Как уже говорилось, так ое положение вызвано тем обстоятельством, что плотный поликристаллический углерод при образовании кристаллического соединения часто превращается в поликристаллический порошок. В этих условиях такие свойства соединений, как тепловое расширение, сжимаемость, твердость и электропроводность, могут определяться скорее границами между кристаллитами, чем свойствами собственно кристаллической решетки. Исследования межкри-сталлических границ указывают на то, что в некоторых случаях их влияние сводится, по-видимому, лишь к дополнительному эффекту [593]. К счастью, картина рентгеновской дифракции и величина магнитной восприимчивости вряд ли сильно меняются в результате превращения графита в поли-кристаллические порошки при образовании кристаллических соединений. Другая сложность заключается в том, что некоторая часть добавок может закрепиться в графите на дефектах структуры их вклад в количественные характеристики кристалла зависит от природы этих дефектов, которая может быть весьма различной и в любом случае с трудом поддается изучению. Эта неопределенность осложняет детальную интерпретацию ряда результатов [261, 407, 408, 411]. [c.160]

Влияние степени трехмерного упорядочения графитовой матрицы. Сравнительный анализ показал [6-112], что с ростом степени трехмерного упорядочения термическое расширение при формировании МСС и при нагреве возрастает. С указанной целью целесообразно термическое рафинирование природных графитов при температуре не более 2700°С [6-114, 122], так как выше этой температуры в графите появляется большое количество дефектов [В-4]. Последние приводят к уменьшению вспучиваемости ТРГ, хотя определенный минимум дефектов в углеродной матрице должен присутствовать. Образование ТРГ больше зависит от структуры исходной матрицы (табл. 6-19), чем от ступени внедрения и химической активности внедренного вещества. Более того, чем химическая активность последнего ниже, тем расширение выше [6-116]. [c.350]

На основании изучения окисленных продуктов графита, отобранных при различной температуре, можно констатировать, что процесс окисления сложный, многостадийный, протекающий во времени. Полному окислению графита с выделением газообразных продуктов предшествует образование кислородных соединений как на поверхности углеродных сеток, так и на их периферии. Образование нестойких окисных соединений различного состава на поверхности базисных сеток интенсифицирует окисление, так как при их распаде образуются дефекты в структуре, способствующие дальнейшему окислению графита. При высоких температурах 700—810 К графит может окисляться как по краям углеродной сетки, так и по всей базисной поверхности. Такие процессы сопровождаются перестройкой связей sp - sp и выделением газообразных продуктов СОг. [c.479]

Электропроводность композиций, содержащих сажу, графит, порошки металлов, зависит от способов переработки. Так, повышение температуры прессования уменьшает р саженаполненных смесей полиэтилена с полиизобутиленом [342]. Электропроводящие полиолефиновые композиции необходимо экструдировать с минимально возможным сдвигом, чтобы сохранить проводящую структуру в полимерной матрице, иначе проводимость экструдата будет нарушена [343]. Материалы следует интенсивно сушить до переработки, иначе явные следы влаги могут создавать пустоты или дефекты поверхности. [c.178]

Графит — превосходный объект для исследования кристаллической структуры методом электронной микроскопии на пропускание, поскольку он обладает низким коэффициентом поглощения электронов и легко изготавливается в виде тонких чешуек. Имеющиеся сведения о дислокациях и дефектах упаковки в графите, по-видимому, более подробны, чем сведения о других твердых телах. [c.8]

Если графит, из которого был получен галогенид внедрения, был хорошо образованным кристаллом, то при продолжительном его нагревании и откачке выделяемых газов хлор и бром выделяются из него нацело. В случае поликристаллических образцов, содержащих микропустоты и дефекты в строении, полное выделение галогена не удается даже при высоких температурах. Так, некоторое остаточное количество брома удерживается в твердом теле при продолжительном нагревании бромида графита даже при 2000° С. Это обстоятельство приписывают тому, что остаточный бром прочно задерживается в пустотах и других дефектах кристаллической структуры. [c.376]

Точечные дефекты могут объединяться несколькими различными путями. Две или большее число вакансий могут объединиться вместе, образуя парные или групповые вакансии. Группы вакансий называются такн е агрегированными вакансиями или конденсированными вакансиями. Такие группы вакансий могут образовывать либо сферические поры, либо плоские круговые полости. Сферические поры образуются, например, в некоторых твердых телах, имеющих ионную решетку, а плоские круговые полости — в таких слоистых структурах, как графит [19] и цинк [15]. [c.217]

По аналогии между гексагональной углеродной сеткой, рассматриваемой как одна ароматическая макромолекула, и меньшими ароматическими молекулами, химия которых изучена значительно лучше, можно сказать, что функциональное исследование химических свойств захваченных гетеро-атомов представляет большой интерес. Образование различных химических производных, описано только для углерода с большим количеством дефектов [326], и поэтому особый интерес вызывает проведение подобных исследований на графите со структурой, более близкой к идеальной. [c.24]

SA-25 Граф. иа основе ламповой сажи, смол, св., много структур, дефектов 1,55 500 - [c.142]

Чтобы оценить влияние наиболее характерных типов локальных дефектов на ход диффузии было рассмотрено семь модельных структур поверхности, соответствующих различным случаям энергетической и структурной неоднородности адсорбента. Поверхность I представляла собой идеальный графит. Поверхности II и III, взятые из работ [22, 23], моделировали реальные антрациты с различными элементными составами и структурой. Модельные поверхности IV и V имели близкую геометрическую структуру, но заметно отличались по составу поверхность IV содержала значительное число атомов серы, а поверхность V состояла только из углеродсодержащих функциональных групп. Поверхности VI и VII бы- [c.168]

Атомы некоторых элементов, а также многоатомные соединения могут внедряться в графит и образовывать слоистые соединения. Наиболее изучены слоистые соединения щелочных металлов [84]. Как правило, они получаются нагревом графита и соответствующего щелочного металла до температуры, отвечающей определенному давлению паров металла. Считается, что могут образовываться слоистые соединения определенного состава. Такой вывод делается из рассмотрения кривых зависимости состава слоистого соединения от температуры его получения. Эти кривые имеют вид изотерм сорбции, причем каждой ступеньке соответствует слоистое соединение определенного состава (рис. 55). Соотношение между углеродом и металлом имеет дискретные значения, которые для щелочных металлов составляют С Мё, С Ме, СзвЛ е, С Ме, С,(,(,Ме, что отвечает расположению слоя атомов металла через один слой углерода, два и т.д. соответственно. Такие соотношения характерны при применении для синтеза слоистых соединений достаточно совершенных кристаллических форм углерода. Наличие дефектов структуры в реальных материалах может приводить к образованию соединений, отличающихся составом от приведенных. [c.137]

Рис. VIII, 1. Зависимость ра- МИ тугоплавкими поверхностями, боты адгезии на. графите от В ТОМ числе И металлическими, могут температуры для расплавов Происходить следующие физико-хими-/—Ga 2—snH-3% Ti 3—Al. ческие процессы коррозия адсорбционное понижение прочности в результате снижения свободной энергии на поверхности раздела металл — расплав растворение материала подложек в расплаве , диффузия в объем твердого материала, а также по границам зерен и другим дефектам структуры химическое взаимодействие контактирующих пар 519-522 g зависимости от природы контактирующих тел проявляется либо один из этих физико-химических процессов, либо сочетание некоторых из них.

Из сказанного в гл. I ясно, что дефекты в графите могут оказывать существенное влияние на различные физические свойства. Как уже отмечалось, графит может находиться в поликристаллическом состоянии, характерном для больщин-ства твердых тел. В плотных кусках графита имеются области достаточных размеров, состоящие из вполне соверщен-ных монокристаллов. Однако даже в этих областях в силу природы углеродных связей гексагональные углеродные сетки могут располагаться совершенно беспорядочно. Поэтому многие образцы графита по своей структуре ближе к структуре частично закристаллизовавшегося высшего полимера с поперечными связями, а не к структуре идеализированного графита. При описании различных физических и химических свойств графита полезно рассмотреть, где это возможно, насколько они зависят от взаимной ориентации гексагональных углеродных сеток. Приводимые ниже данные по свойствам углерода получены, как правило, при таких температурах, когда дефектная структура может рассматриваться как стабильная. При больших температурах могут наблюдаться такие изменения, которые связаны с обратимым процессом образования термических дефектов. Полезный обзор по различным физическим свойствам графита сделан Хоу [473]. Однако в этом обзоре автор не рассматривает дефектные структуры. [c.51]

Сокилл [58] провел комплексное исследование превращений в тонких кристаллах азида серебра, которые разлагались в микроскопе под действием электронного пучка. На микрофото--графиях можно было наблюдать появление и рост мелких зародышей серебра, тогда как электронограммы, получавшиеся также в микроскопе на различных стадиях разложения кристалла, постепенно изменялись от характерных для азида серебра к характерным для серебра. Было показано, что образованию кристаллов предшествует миграция атомов серебра в решетке азида, в результате чего небольшие монокристаллы серебра возникают в поверхностном слое азида. Кроме того, под поверхностным слоем образуется сетка из высокодисперсного серебра с элементами структуры размером —0,1 р., приводящая к появлению колец на электронограммах. По-видимому, это Связано с выделением серебра на Дефектах решетки в объеме кристалла. т [c.184]

Кроме того, следует отметить, что все расчеты в данной главе мы проводили без учета разности в вязкостях нефти и краевой воды. Если же эту разность учесть, то, как это было показано в главе I и в 25 главы IV, подсчитанные нами в табл. 26—29 сроки эксплуатации сократились бы не менее, чем на 25—30 %, зато увеличилась бы площадь целиков и количество воды, добытой с нефтью. Все же все эти дефекты приближенного графо-ана-литического метода, разобранного в данном параграфе, не могут существенно повлиять на принципиальную сторону дела предлагаемая здесь схема ползуще-сгущающейся системы расстановки скважин вдоль длинной оси брахиантиклинальной структуры является, по-видимому, вполне рациональной, если за критерий рациональности принять только один фактор—обеспечение возможно более равномерного стягивания контура нефтеносности. [c.157]

В пробах графита, очищенных флотацией и хи.м и-ческим способом, пр,исутствует ромбоэдрическая модификация, в то время как после термической очистки образцы полностью состоят из гексагонального графита. Однако после измельчения и в тех,, и в других графитах (появляется ромбоэдрическая модификация. Во,з-,никновение ро,мбоэдр1ической модифи,каци,и в гексагональном графите в результате измельчения следует рассматривать как появление дефекта упаковки. Кол,иче-ственная характеристика этой модификации (а) может служить мерой нарушений в структуре, возникающих три диспергировании. [c.150]

В других теориях во фронт-фактор вместо циклического ранга включаются числа эластически активных цепей либо узлов [69, 70]. Разность между этими двумя величинами, для вычисления которых также успешно применяется теория ветвящихся случайных процессов [71], оказывается равной циклическому рангу сетки [67]. Делаются попытки выяснить [72] влияние на эластическую энергию различных дефектов сетки неактивных и коротких циклов, висячих концов и т. п. Па такие вопросы теория графов может помочь найти ответ. Однако даже для бездефектных сеток в настоящее время нет общепринятой модели высокоэластичности, которая позволила бы однозначно выразить связь между напряжением и деформацией в терминах топологической структуры сетки [68, 72— 74]. Это делает проблему корректного описания полимерных сеток одной из наиболее дискуссионных в настоящее время. [c.175]

Мех. активация твердых тел заключается в создании долгоживущих нарушений атомной структуры с целью изменения структурно-чувствит. св-в в-ва, прежде всего реакц. способности. Чаще всего активируют порошковые материалы мех. обработка порошков сопровождается накоплением точечных дефектов, дислокаций, аморфных областей, увеличением площади межзеренных границ, образованием новых пов-стей (см. Дефекты). Энергетич. выходы образования структурных дефектов, как правило, не превышают 10 -10 моль/МДж. В результате мех. нарушения атомной структуры повышаются р-римость в-ва и скорость растворения, облегчаются р-ции с молекулами среды и др. твердыми телами, на десятки и сотни градусов снижаются т-ры твердофазного синтеза, термич. разложения, спекания. Механически активируют наполнители (графит и др.), фосфатные удобрения, прир. и синтетич. полимеры и др. материалы. Мех. активация увлажненного диоксида кремния и нек-рьк др. оксидов придает им вяжущие св-ва и является основой безобжиговой технологии жаропрочных материалов. [c.77]

Обычно ионное твердое вещество, например хлорид натрия, имеет определенный состав и является изолятором. Новые твердые электролиты получают, намеренно создавая структурные дефекты и отклонения от целочисленных соот-нощений между компонентами. В результате так называемой интеркаляции носители заряда вводятся в пространство между слабо связанными слоями рещетки, где они могут легко перемещаться. Такими мобильными носителями заряда могут служить небольшие ионы типа лития или водорода. Идеальными матрицами для подобных манипуляций являются вещества со сложной структурой, например графит. В интеркалятах носители заряда помещаются в двумерную область, где свобода их перемещения может быть исключительно высокой. Веществ со слоистой структурой известно достаточно много, и это создает богатые возможности для важных открытий в будущем. [c.90]

IV. Дефекты, вызванные излучением. Дефекты, образуемые в почти идеальном графите и частично графитпзирован-ном углероде бомбардировкой нейтронами или другим излучением высокой энергии, отличаются по структуре от описанных выше дефектов. Под действием радиации атомы углерода сначала смещаются со своих нормальных положений в решетке. При этом они могут образовать замыкающие цепи между углеродными макромолекулами, подобно замыкающим цепям в облученных полимерах. Однако при обычных температурах значительная часть таких смещенных атомов, но-видимому, остается на месте, с той лишь разницей, что они обладают менее прочными связями по сравнению с нормальными. Можно ожидать, что присутствие возбужденных атомов углерода будет влиять как на физические свойства [414, 535], так и на химическую активность. [c.24]

Другим важным параметром, характеризующим сильно деформированный графит, является размер зерна . Это понятие обычно относится к размеру областей с почти идеальной графитовой структурой, которые связаны между собой связями неграфитового типа и не обнаруживают по отношению к соседним зернам упорядоченности. Например, в некоторых искусственных графитах размеры зерна могут составлять около 150 А. Если углерод подвергается отжигу, размер зерна может достигнуть постоянного значения, зависящего от температуры отжига [803]. Чувствительность рентгеновских методов падает с уменьшением размеров зерна. Последнее всегда необходимо иметь в виду при определении размеров связей почти идеальных графитов с крупными дефектами, а также во всех видах углеродов и коксов [235, 900]. [c.26]

Систематическое изучение изменений свойств при графитизации углерода, полученного из различных органических молекул известной структуры, позволило сделать более определенные выводы [4]. В графите с грубыми дефектами общая магнитная восприи.мчивосгь складывается из диамагнитной и парамагнитной компонент структуры. Инородные атомы, как, например, кислород, могут оказывать существенное влияние на промежуточных стадиях образования графита [c.46]

Согласно имеюшимся данным, плавление алмаза при атмосферном давлении не было осушествлено. Не известны также случаи непосредственного испарения алмаза при высоких температурах или осаждение углерода со структурой алмазной решетки, а также алмазных слоев или алмазных ячеек, хотя в принципе это следует считать возможным. Напротив, при атмосферном давлении и температурах выше 1000° С алмаз начинает самопроизвольно преврашаться в графит, причем при температуре порядка 1750°С этот процесс протекает очень быстро [794, 1031]. Полученный графит был подвергнут тщательному изучению с помощью рентгеновских лучей [360]. При нагревании до 2000° алмаз полностью превращается в графит, но при нагреве до температуры порядка 1600° образуется, по-видимому, промежуточная структура углерода [931]. Это может быть кристаллический гибрид из кубической (алмаз) и гексагональной (графит) структур (ср. [1056—1061] для других приглеров гибридов кристаллов). Облучение алмаза нейтронами вызывает нарушение в распределении углеродных атомов в алмазной решетке вследствие их смещения. Если такие неупорядоченные кристаллы прокалить, ТО атомы в местах дефектов рекристаллизируются в графитовую структуру. Это указывает на то, что даже в таких маленьких объемах графит представляет собой более устойчивую структуру углерода при обычных давлениях и температурах [175]. [c.81]

Дефекты, обусловленные чужеродными атомами, и нерегулярности собственной структуры графита взаимосвязаны. Известно, например, что облучение способствует диффузии бора в графит [98], что при закалке графита поверхностный слой его пересыщен вакансиями за счет химического взаимодействия атомов углерода с молекулами газа [89]. Примесные атомы, по-видимому, концентрируются вокруг точечных де( ктов структуры графита и дислокаций и образуют так называемые облака Коттрелла. Сгущение последних может привести к конденсации и выпадению примесей. Можно предполагать, что так образуются слоистые соединения графита. Это явление используется также в известных методах наблюдения дислокаций (декорирование). [c.33]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология