Турбостратная структура

Отличительной особенностью первичной структуры таких углей является высокая степень неупорядоченности гексагональных плоскостей циклически полимери-зованного углерода друг относительно друга в скелете угля, отсутствие в структуре объемных образований из параллельно уложенных гексагональных плоскостей, которые могут быть зафиксированы методом РСА. Для таких структур, характеризующихся повышенной неупорядоченностью, Строке ввел понятие турбостратной структуры. [c.517]

Теоретическая плотность природного фафита по данным рентгеновского анализа составляет 2,2-2,5 г/см. Искусственные фафиты из-за дефектов и пористости имеют более низкую плотность. Структура фафита определяет сильную анизотропию физико-химических свойств вдоль параллельных направлений к поверхности кристаллов. Реальные структуры фафитов отличаются от идеальных наличием в них дефектов различных типов. При нарушении порядка чередования сеток возникают дефекты упаковки слоев. При большом количестве дефектов возникает так называемая турбостратная структура. Атомы углерода в сетках при этом не занимают идеальных положений, а смешены относительно плоскости сетки. [c.8]

Энергетические уровни — точки А, Б, В — характеризуют то наименьшее количество энергии, которым должны обладать кристаллиты исходных и промежуточных продуктов (турбостратная структура), чтобы при столкновении друг с другом они прореагировали. Разности между уровнями А и К (Е), Б и О (Е1) и В и Т (Ег) характеризуют кажущуюся энергию активации процессов прокаливания углерода, необходимую для перехода на предкристаллизационную стадию и требующую дополнительного подвода к системе энергии (ДЯ), и графитации, сопровождающейся выделением энергии (ДЯа). Наибольшей энергии активации (Ег) требует стадия превращения промежуточных форм углерода в графит. В результате охлаждения системы на каждой стадии происходит сброс энергии и система переходит на более низкий энергетический уровень (. - -0, Б->Т, В- -Г). [c.188]

Дальнейшее значительное изменение молекулярной структуры начинается только при температуре около 1800°С и сопровождается превращением карбоида в графит. В карбоиде слои атомов расположены приблизительно на равных расстояниях в среднем 3,46 А), но беспорядочно повернуты относительно друг друга (турбостратная структура). Поэтому в карбоидной частице нет трехмерной упорядоченности расположения атомов и, следовательно, она не является кристаллом. [c.13]

Углерод/ полученный при разложении органических молекул в газовой фазе, как указывалось выше, обладает турбостратной структурой, однако лри высокотемпературной обработке (2600-3000 °С) некоторые его виды, например, канальная сажа и отдельные виды пироуглерода [c.6]

Авторы ряда работ полагали, что в графитирующихся углеродах на начальной стадии пиролиза возникают большие области упорядоченности, которые могут иметь мозаичную природу. Отдельная мозаика образована из почти параллельно расположенных пакетов с турбостратной структурой, разделенных небольшими участками аморфного углерода. Реальные значения средних диаметров целых мозаик больше, чем измеренные рентгеновскими методами средние значения диаметров слоев. [c.19]

Исследования показали [8], что структура углерода в активных углях характеризуется неупорядоченным пространственным расположением шестичленных элементарных графитовых колец (так называемая турбостратная структура). [c.146]

Рентгеноструктурным анализом установлено, что асфальтены обладают слоисто-блочной надмолекулярной структурой. Области когерентного рассеивания асфальтенов имеют более несовершенный кристаллоподобный тин организации, чем турбостратная структура. Такие слоисто-блочные крис- [c.13]

При нагревании выше 1600°С, по-видимому, возникает смешанная структура некоторые слои имеют упаковку графита с расстоянием между слоями 3,35 А, а другие обнаруживают турбостратную структуру со средним расстоянием 3,44 А. [c.15]

По Рейли, эта турбостратная структура сохраняется для ис- [c.289]

В силу своеобразия процесса коксования, который является как бы ускоренным процессом метаморфизма, получается своеобразная, а именно, турбостратная структура расположения графитовых слоев, сохраняющих на периферии остатки углеводородных цепей, обусловливающих большее электросопротивление коксов по сравнению с графитом. [c.297]

Легко видеть, что при полном отсутствии упорядоченности слоев вокруг гексагональной оси р = ) й = 3,440 А (турбостратная структура). Для структуры с идеальной упаковкой слоев р = 0) получим й = 3,354 А (структура графита). [c.30]

В зависимости от конечной температуры обработки и способности материала упорядочивать свою структуру различаются карбонизованные углеродные материалы и графитированные. Карбонизованный материал — это углеродный материал, прошедший термообработку до температуры начала графитации и, следовательно, обладающий паракристалли-ческой или турбостратной структурой (определение структуры см. в гл. II). Под искусственным графитом понимается углеродный материал, прошедший термическую обработку до температуры выше начала образования кристаллической структуры. Эта температура изменяется в широких пределах в зависимости от способности того или иного углеродного материала трехмерно упорядочивать свою структуру. Некоторые углеродные материалы не обладают такой способностью, и их структура остается турбостратной при нагреве до 2700 °С и даже выше. Так, практически не графитируются коксы из термореактивных смол (стеклоуглерод), углеродные волокна, некоторые виды саж. [c.11]

Они считают, что структура элементарного атомного слоя в турбостратном пакете существенно отличается от структуры графитового слоя. Она не является строго периодической, поэтому, естественно, такие слои не могут взаимно упорядочиваться и образуют турбостратную структуру. В последней слои не эквидистантны и расстояния между ними колеблются вокруг среднего значения 3,44 А, в отличие от эквидистантных слоев в структуре графита. По-видимому, углеродистые материалы с турбостратной структурой можно представить как особое состояние твердого тела, не имеющее упорядоченной трехмерной структуры, но и отличающееся от состояний, характеризующихся двумерной упорядоченностью атомов углерода. [c.146]

Биско и Уоррен создали турбостратную гипотезу строения различных содержащих углерод материалов [7]. Эти авторы принимают, что частицы подобных материалов образованы множеством параллельно расположенных в пакетах, но взаимно неориентированных слоев шестиугольных углеродных сеток (рис. 76). На конференции по ультратонкой структуре углей в Лондоне [8, с. 83] Райли распространил гипотезу турбостратной структуры сажи на строение каменных углей. Вместе с сотрудниками он опубликовал многочисленные данные, полученные при рентгенографическом исследовании различных видов твердых топлив гумусового происхождения. Они показывают, что увеличение степени метаморфизма [c.215]

Структура асфальтенов, по выводам авторов [41], имеет слоистую ориентацию базисных плоскостей, на что указывает симметрия рефлексов только по диаметральному направлению. Отсутствие дифракционных колец от гексагональной сетки (свойства турбостратной структуры) при изменении стереометрического положения объекта указывает на слоистый характер структуры асфальтеновых частиц, причем отдельные плоскости не обладают развитой гексагональной сеткой. Электронно-дифракционные исследования выявили ряд межплоскостных расстояний й (002) в диапазоне от 2 до 5 А. Ориентировочные размеры кристаллитов в рамках протурбостратной структуры составляют более 50 А. [c.238]

В процессе карбонизации ПАН-волокна происходят такие химические превращения и структурные изменения полимера, конечным результатом которых является образование турбостратной структуры углерода. Карбонизация ПАН-волокна проводится при различных температурах от 700 -800 С и до 1000 - 1500°С. В процессе карбонизации содержание углерода повышается до 90 - 95% и выделяются газообразные и смолообразные продукты, К основным газообразным продуктам деструкции относятся H N, ЫНз, Н2О и, видимо, акрилонитрил. Бурное выделение NH3 происходит в пределах 500 - 850 С, достигая максимального значения при 700 С, для H N характерны два максимума выделения при температуре 450 С и 850°С. Относительно много СО2 образуется в интервале температур 250 450°С. Максимальное количество Hj образуется при 500 С как для окисленных, так и для неокисленных волокон. Из неокисленных волокон Н2 выделяется больше. СО выделяется только из окисленных волокон, причем больше всего при 500 0. Максимальное выделение N2 отмечается при температуре 700 - 900°С. Н2О и СО2 выделяются только из окисленных волокон, максимум выделения при 300°С, причем СО2 образуется больше, чем Н2О. [c.61]

По изменению диамагнитной восприимчивости авторами было показано, что дефектность графитоподобных слоев турбостратного углерода пиролизного кокса, прокаленного при 1300 С, в сферолитовом компоненте структуры меньше, чем в струйчатом. При термообработке углеродистых материалов, имеющих турбостратную структуру, в местах контактов пакетов, слоев возникают дислока1щи, которые передвигаются через пакет вдоль базисных плоскостей С13Л. Это приводит к возникновению связей между отдельными слоями, к искаже1шю ориентации слоев. Применительно к коксам дистиллятного происхождения можно сказать,что при термообработке такие процессы идут более интенсивно и микронапряжения, которые имелись еще в структуре исходного кокса, увеличиваются в количественном отношении в большей степени, чем в рядовых. [c.101]

Для карбоидных углей сделать такой же расчет не представляет трудности, так как эти угли состоят только из карбоидных частиц, -структура которых достаточно выяснена. Карбоидная частица представляет собой стопку таких же плоских слоев углеродных атомов, как и в графите, но повернутых по отношению друг к другу на разные углы (турбостратная структура). Вследствие этого расстояние между ними составляет 3,46 вместо 3,345 А в графите (рис. 10). рентгеновский удельный вес карбоидной частицы, вычисленный по той же схеме, что и для трафита, составляет 2,23 мл. [c.29]

При первоначальном сложении в карбоидные стопки атомные сетки не вполне упорядочены относительно друг друга —, беспорядочно смещены в плоскости наслоения (турбостратная структура, Warren, 1942). Поэтому на рентгенограммах карбоидов нет полос, отвечающих граням пирамид и призм в кристалле графита. При дальнейшем повышении температуры атомные сетки сдвигаются с полным упорядочением в кристаллическую решетку графита. От этого расстояние между ними уменьшается. [c.199]

Особенности пиролиза органичес1< их веществ в газовой, жидкой (вязко-пластической) и твердой фазе приводят к образованию углерода, отличающегося по свойствам и обладающего характерными структурными признаками [4]. Разложение органических молекул в газовой фазе сопровождается при определенных давлении и концентрации образованием зародышей углеродной фазы в объеме и дальнейшей конденсацией на них углеродных атомов или их ансамблей. В результате этих процессов получается высокодисперсный углерод с изотропными частицами, обладающий турбостратной структурой— сажа. [c.6]

Рост новой фазы при разложении органических веществ в газовой фазе может происходить не только в объеме, но и на поверхности (подложке). При отложении углерода на подложке формируются плотные анизотропные пленки пироуглерода, обладающие турбостратной структурой. В этом случае роль зародышей играют дефекты структуры подложки. Разложение в газовой фаде характеризуется высокими значениями энергии активации (460—750 кДж/моль), ( ответствующими разрь)-ву связей в органической молекуле и образованию радикалов - зародышей [5]. [c.6]

Можно предположить, что реакционная способность углеродного материала зависит от двух параметров структуры от степени ее совершенства, характеризуемой межплоскостным расстоянием, и размеров кристаллитов. С ростом первого параметра реакционная способность падает, а увеличение второго вызывает ее возрастание. До 2600-2700 °С межплоскостное расстояние существенно уменьшается, что характеризует переход от турбостратной структуры к трехмерноупорядоченной, а размеры кристаллитов изменяются в 2—3 раза. Выше указанной температуры межплоскостное расстояние остается практически без изменения, а размер кристаллитов возрастает более чем на порядок. Если представить полученные зависимости межплоскостного расстояния и размера кристаллитов от температуры обработки в виде безразмерных параметров, то суперпозиция этих двух зависимостей дает кривую с минимумом при 2700 °С, аналогичную зависимости скорости реакции углерода с СОг от температуры обработки. [c.121]

Осаждение углерода из газовой фазы может быть осуществлено в широком интервале температуры. Поэтому можно выделить три температурные области 800—1200,1400-1700 и выше 2000 °С, в которых получаемый материал существенно отличается своими свойствами. При низкотемпературном отложении (ниже 1200 °С) пироуглерод по структуре напоминает сажу, обладает невысокой степенью преимущественной ориентации и плотностью до 2,1 г/см . Осажденный при 1400—1700 °С пироуглерод имеет турбостратную структуру, пониженную плотность и достаточно изотропен. Высокая температура получения пироуглерода приводит к появлению в нем устойчивых и прочных связей. Поэтому интенсивная графитация пироуглерода происходит по сравнению с тра-диционньрми материалами (коксопековыми композициями) при более высокой температуре, как это было показано в гл. 2 (см. рис. 7). Выше 1800 °С структура пироуглерода постепенно переходит из турбостратной в упорядоченную графитовую, преимущественная ориентация становится определяющей. Для низкотемпературного (ниже 1800°С) П( оцесса осаждения межслоевое расстояние равно 0,342—0,344 нм, диаметр кристаллитов - меньше 10 нм. Появление трехмерной упорядоченности фиксируется обычно при температуре осаждения около 2100 °С. Обычно для получаемого при этой температуре пироуглерода диаметр кристал- [c.217]

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]

Широкий максимум на дифрактограмме при = 24 пм указывает на большие расстояния (> 400 пм) между атомами разных структурных единиц. Дифракционный максимум 002 на дифрактограмме, соответствующий двухмерной турбостратной структуре кристаллитов, появляется лишь для углей стадии катагенеза, начиная с жирных, и усиливается для углей более высоких стадий зрелости. Это позволяет некоторым авторам трактовать эти изменения как процесс дифференциации структурных единиц. За счет отщепления боковых заместителей, они становятся более однородными и более подвижными. В результате создаются условия их взаимного упорядочения, и в угольноц массе [c.121]

В турбостратные структуры упорядочиваются шестьч емь аро ати ческих кластеров с межплоскостным расстоянием 344—348 ям и сред ним межатомным расстоянием в аморфной фазе от 400 —500 пм (рис. 52), поэтому органическая масса углей средних стадий зрелости представ ляет собой своеобразную двухфазную дисперсионную систему с аморф ной матрицей и турбостратной кристаллической фазой. В тощем угл< кристаллиты слабо взаимосвязаны и поэтому происходит быстр .11 рост надмолекулярного упорядочения, называемого текстурой. В антра цитах пакеты из небольшого количества ароматических слоев срастаются в большие макромолекулы, а аморфная фаза практически исчезает. Появляется анизотропия отражательной способности, соответствующая анизотропии в расположении пакетов ароматических слоев. [c.122]

Если при пиролизе углеводородов получают материал, состоящий из сферических частиц углерода размером в десятки нанометров с изотропной структурой, то его называют углеситаллом. Он характеризуется турбостратной структурой углерода, обладает высокими физико-механическими свойствами, стойкостью к окислению. [c.215]

Термическая обработка УМ с целью графитации осуществляется обычно до 2400—2800°С. Межплоскостное расстояние / о, при этом уменьшается сначала резко, а затем менее значительно в то же время размеры кристаллитов сначала увеличиваются незначительно с последующим резким скачком их в области температур > 2600°С. Как следует из рис. 116, межплоскостное расстояние с повышением температуры обработки до 2800°С делается половинным и равным 0Л355 нм, что характеризует переход от турбостратной структуры к трехмерноупорядоченной. Это соответствует высокой степени упорядоченности углеродной кристаллической структуры со степенью графитации 99 %. При температуре [c.218]

При большом количестве дефектов этого типа происходит полное разупорядочение слоев относительно гексагональной оси, хотя параллельность слоев сохраняется. Возникает так называемая турбостратная структура . Атомы углерода в сетках турбо-стратной структуры не занимают идеальных положений, а смещены относительно плоскости сетки. Предложено несколько эмпирических формул для оценки степени упорядоченности структуры графита на основании данных рентгенографических измерений. Долю (р) плоскостей, находящихся в турбостатном состоянии, рассчитывают по среднему межплоскостному расстоянию (d) [6] [c.21]

ГД6 С иакс и i/мин—межплоскостные расстояния в турбостратной структуре и графите соответственно dooa—экспериментальное значение, определяемое по интенсивности линии (002). [c.21]

Наряду с кристаллическими известно большое число аморфных и частично кристаллических переходных углеродных материалов. К ним относятся различные сажи, коксы, пирополимеры, стеклоуглерод, угли с разной степенью метаморфизма, шунгит и т. д. Структуры переходных форм углерода могут быть классифицированы на три основные группы [1] турбостратная структура, аморфный углерод и надатомиые образования высшего по- [c.23]

МПГ-6>графит ПГ-50. Этот ряд совпадает с рядом химической устойчивости тех же материалов. Соотношение между количествами выделяюшихся СОг и кислорода при различных pH для исследованных материалов близко к тому, которое наблюдается для пористого графита (см. рис. 36). Исключение составляет пирографит, для которого выход СОг возрастает от 60 до 90 /о в интервале pH 0,9—7,0. Сопоставление рентгеноструктурных и электрохимических данных показывает, что большей стабильностью обладают материалы с турбостратной структурой. [c.90]

Большое количество дефектов упаковки приводит к полному разупорядочиванию слоев относительно гексагональной оси, хотя параллельность слоев сохраняется ( турбостратная структура). Такие структуры встречаются довольно часто [27, 32, 39, 41, 77, 78]. [c.29]

Третья стадия, или стадия гомогенной графитации, начинается с температуры 2273— 2373° К, когда переходные формы углерода, формирующиеся на предкристаллизационной стадии, начинают превращаться в поликристаллический графит. На этой стадии протекают процессы азимутальной ориентации углеродных сеток и сближения их в пакетах турбостратной структуры, т. е. идут процессы трехмерной кристаллизации в твердой фазе1. [c.145]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология