Переходные формы углерода

Ископаемые угли не имеют присущих графиту кристаллитов, но по данным экспериментального исследования параметров можно получить значительную информацию о строении их веществ. Ископаемые угли, а также продукты их термической обработки содержат атомы разных валентных модификаций, поэтому были названы переходными формами углерода. Свойства углеродных веществ, в том числе и углей, зависят от соотношения в них атомов различных валентных состояний по аналогии с классической диаграммой состояния состав — свойство, где атомы углерода рассматриваются в качестве отдельных компонентов, Кроме того, на свойства углей влияют включения гетероатомов и состав боковых радикалов. Таким образом, углеродистое вещество рассматривается как смесь атомов указанных валентных состояний. [c.105]

Поскольку активированные угли характеризуются наиболее широким спектром электронных состояний атома углерода по сравнению с другими переходными формами углерода, можно считать, в первом приближении, что данные о поверхностных химических соединениях активированных углей дают наиболее общую картину химии поверхности углеродных материалов. Разорванные связи на поверхности угля могут связывать целый ряд элементов (азот, галогены, серу, кислород) с образованием прочных поверхностных соединений. В обзоре приведена краткая сводка химических методов идентификации различных поверхностных фупп. На рис.1 представлены различные типы функциональных поверхностных фупп, обсуждавшихся в литературе. [c.16]

Карбиновые, ламелярные и переходные формы углерода [c.26]

Неоднородные по состоянию гибридизации атомов полимеры углерода, структура которых в разной степени приближается к структуре фафита, были названы переходными формами углерода. [c.39]

Множество полимерных образований углерода, обычно получаемых карбонизацией органических веществ, содержат атомы разных валентных модификаций и могут быть названы переходными формами углерода. В большинстве случаев их структура характеризуется совокупностью уложенных в пачки параллельных слоев ароматического углерода и связанных в пространственный полимер боковыми цепочками углерода [1]. [c.264]

С возрастанием степени кристаллизации в углеродистых продуктах непрерывно уменьшается количество боковых цепочек углерода, связывающих углеродные слои соседних пакетов в пространственно полимерную структуру. Промежуточные продукты кристаллизации так же, как и продукты карбонизации, представляют собой переходные формы углерода, содержащие атомы разных валентных форм в слоях и боковых связях. [c.267]

СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ПЕРЕХОДНЫХ ФОРМ УГЛЕРОДА [c.268]

При изучении изменений межслоевого расстояния и различных свойств кристаллизующихся переходных форм углерода в щироком интервале температур обработки отчетливо выделяются стадии карбонизации н кристаллиза- [c.268]

К ВОПРОСУ о ПРИРОДЕ ПРОВОДИМОСТИ ПЕРЕХОДНЫХ ФОРМ УГЛЕРОДА [c.46]

Природа проводимости углеграфитовых материалов рассматривалась рядом исследователей [1—4]. Авторы перечисленных работ обсуждали экспериментальные результаты, полученные, как правило, при комнатной температуре. Одн.а-ко для выяснения механизма проводимости переходных форм углерода этих данных недостаточно. Поставленная задача требует более глубокого изучения электрических и термоэлектрических свойств материалов в широком интервале температур измерения. С этой целью были проведены измерения термоэдс и электропроводности образцов из нефтяных коксов при температурах 300—1100°К. [c.46]

Рис. 1. Зависимость термоэдс переходных форм углерода от температуры измерения.

К неупорядоченной части относятся атомы углерода, осуществляющие связь между отдельными гексагональными сетками, а также атомы, связанные с атомами примесей. Отсюда следует, что проводимость переходных форм углерода не может определяться только движением электронов внутри гексагональных сеток, но зависит также от перехода электронов от одной сетки к другой. Возможность таких переходов связана с электрическими свойствами неупорядоченной части углеродистого вещества. Поскольку неупорядоченная фаза представляет собой полимерные токопроводящие цепочки в осноп-ном с двойными сопряженными связями типа — С=С—С=С—, то электропроводность их достаточно велика, и они могут играть роль молекулярных шунтов между отдельными кристаллитами. [c.50]

Особенность переходных форм углерода как двухфазных систем состоит в том, по-видимому, что в них благодаря наличию в обеих фазах делокализованных пи-электронов орбиты электронов перекрываются между собой. В результате чего энергетические уровни электронов расщепляются в зоны, принадлежащие отдельным зернам, состоящим из кристаллитов и неупорядоченной части углеродистого вещества. [c.50]

Природа проводимости переходных форм углерода опре-. деляется степенью графитации. [c.52]

УДЕЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ И ТЕРМОЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА ПЕРЕХОДНЫХ ФОРМ УГЛЕРОДА [c.54]

Основное влияние на электрические свойства переходных форм углерода оказывает термическая обработка. Изменяя ее режим, можно из одного и того же углеродистого вещества получить образцы с преимущественно электронной или дырочной проводимостью 1, 2]. Но в то же время независимо от температуры обработки образцы обычно имеют отрицательный температурный коэффициент сопротивления. Сочетание отрицательного температурного коэффициента сопротивления с возможностью изменения типа проводимости позволяет рассматривать переходные формы углерода как качественно своеобразный вид полупроводниковых материалов. Отсюда возникает необходимость в более глубоком исследовании свойств и состояния носителей тока в этих полупроводниках. Большое значение с этой точки зрения имеет изучение температурных зависимостей таких величин, как электропровод ность и коэффициент термоэдс [c.54]

I. Удельное сопротивление. На электропроводность переходных форм углерода оказывают Влияние несколько факторов рассеяние носителей тока на тепловых колебаниях решетки, рассеяние на границах кристаллитов , межкристаллитные [c.54]

В таблице приведены расчетные значения коэффициентов, которые входят в формулы удельного сопротивления и термоэдс, для материалов, обработанных при температурах выше 2200°. Анализ табличных данных показывает, что величины всех коэффициентов закономерно связаны с температурой обработки переходных форм углерода. [c.60]

Показано, что связь между аир в переходных формах углерода отвечает общей закономерности р, вытекающей из линейной зависимости потока зарядов от электрического поля и градиента температуры. [c.61]

Работами В. И. Касаточкина и сотрудников показано (в той мере, в какой позволяет метод рентгенографии), что электрические и теплофизические свойства всех углеродистых материалов изменяются одновременно с изменениями структуры переходных форм углерода вплоть до графитовой. При оценке графитации как гомогенного процесса они исходили из положений о фазовом состоянии и о гомогенной системе, развитых [c.67]

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]

На второй стадии графитации (до 2200°С) наряду с увеличением размеров решеток и повышением степени двухмерной упорядоченности происходит повышение числа слоев в блоках. Удаляются атомы, находящиеся между слоями образуются переходные формы углерода - турбост-ратные структуры. Атомы углерода в решетках таких структур не имеюг идеального расположения и значительно смещены относительно хшоскости решеток. [c.34]

Многочисленными исследованиями установлено,что свойства углеродной продукции находятся в прямой зависимости от структуры и физико-химических свойств нефтяных коксов. ОсоОый интерес представляет тонкая структура, так как многооОразив переходных форм углерода объясняется сочетанием углерода в различных гибридных состояниях, разным типом углерод-углеродных связей, а также надмолекулярной структурой, определяемой ориентацией графитовых слоев, степенью их совершенства. [c.96]

Наряду с кристаллическими известно большое количество аморфных и частично кристаллических переходных форм углерода. Их структура может быть классифицирована на три основные фуппы турбостратная структура, аморфный углерод и надатомные образования высшего порядка. Основой турбосфатной структуры являются базисные плоскости, образующие пакеты, в которых, однако, отсутствует определенная ориентация. Пакеты представляют собой двухмерные кристаллы. В ядерной части структуры пакетов атомы углерода имеют зр"- и 5р-гибридизацию. Кристаллические пакеты и аморфные фракции углерода химически связаны между собой и образуют полимерные структуры высшего порядка. [c.9]

Важным свойством переходных форм углерода является их склонность к фафитации, в процессе которой существенно изменяется структура углеродного материала. При фафитации происходит снижение сопротивления. [c.9]

Переходные формы углерода, в том числе сажи и углеродные волокна, в отличие от основных кристаллических форм (алмаза и фафита) имеют более сложное строение, что связано с различной природой поверхностных атомов углерода сажецых частиц, находящихся в разных гибридных состояниях. Краевые атомы в кристаллитах сажи, как и в кристалле фафита, имеют менее фех соседей, т.е. их валентности насыщены не полностью. Они насыщаются водородом или углеводородными радикалами, образовавшимися в процессе получения сажи. Сажа содержит помимо углерода также водород, серу, кислород и минеральные вещества. Водород и кислород входят в состав различных химических фупп поверхностного слоя, определяющих его химические свойства. Физико-химическими методами анализа установлено существование на поверхности саж как кислотных,так и основных фупп. [c.14]

По-видимому, чаще всего в реальных объектах отдельные углеродные цепочки химически сшиты друг с другом, причем сщивки расположены с той или иной частотой и периодичностью. Если для описания алмазных и фафитных систем понятие межмолекулярных химических связей и соответствующих узлов разветвления (трех-, четырехфункциональных и др.), возможно, не ифает существенной роли, то для описания цепочечных полимеров углерода оно приобретает первостепенное значение. Хотя такие системы формально могут быть зачислены в разряд переходных форм углерода, тем не менее под реально существующими карбиновыми формами углерода (в отличие от идеального а- или / -карбина) следует подразумевать частично сшитые пространственные полимеры регулярного (кристаллического) и нерегулярного строения со значительным преобладанием протяженных фрагментов линейно-полимеризованиого углерода. [c.26]

Фрагменты Сфуктуры с разными типами связей, сочетающиеся в просфанственно полимерной сфуктуре переходных форм углерода, с неизбежностью вносят свой закономерный вклад в свойства углеродного вещества. С этой точки зрения переходные формы углерода могут рассмафиваться как многокомпонентные системы с непрерывным изменением свойств в функциональной зависимости от компонентного состава. [c.39]

Усенбаев КВ. Исследование структуры и свойств переходных форм углерода. Фрунзе. Мектеп, 1960. С.66. [c.171]

Учитывая изменение концентрации носителей тока в зависимости от температуры обработки, представляется возможным объяснить температурные зависимости термосилы и элек- гропроводности переходных форм углерода. При этом в осно--, ву обсуждения могут быть положены два принципа уменьшен [c.51]

До температуры снятия вырождения электрические свойства переходных форм углерода определяются свойствами вырожденного электронного газа. В материалах, прошедших обжиг ниже 2070°, термосила увеличивается по абсолютной величине почти прямо пропорционально температуре измерения-(рис. Г), что характерно для веществ с вырожденным состоянием носителей тока. [c.51]

Уравнение (2) описывает изменение удельного сопротивления переходных форм углерода, когда проводимость осуществляется преимущественно носителями частично заполнен- ной валентной зоны [5 . Чтобы учесть изменение концентрации носителей при активации последних в зону проводи1йости, в уравнение (2) был введен безразмерный коэффициент X [c.55]