Углеродистые материалы структура

Не меиее важным является процесс графитизации обожженных заготовок, цель которого — получение упорядоченной кристаллической структуры, что характерно для перехода углеродистого материала в графит. Процесс графитизации протекает нри очень высоких температурах, доходящих до 3000° С, при значительной затрате электроэнергии. [c.450]

Нефтяной кокс - высококачественный углеродистый материал - является конечным продуктом глубоких превращений нефтяных углеводородов при термической деструкции. По внешнему виду кокс представляет собой куски (или частицы) неправильной формы разного размера, черного цвета с металлическим блеском. Частицы кокса имеют развитую пористую структуру. Элементный состав кокса следующий 90-97% углерода, 1,5-8,0% водорода, остальное до 100% - азот, кислород, сера и металлы. [c.12]

Ориентировочные представления о структуре пакетов, боковых цепей н сближении при деструктивных процессах внутри пакета можно получить по модели кристаллита но В. С. Веселовскому, изображенной на рис. 53. В результате деструкции боковых цепей происходит двумерная укладка слоев, обусловливающая дальнейшие изменения физико-химических свойств углеродистого материала. Внутри гексагональных сеток кристаллитов кокса связи весьма прочны при отсутствии химически активных реагентов они могут быть разрушены лишь с помощью высоких температур. [c.196]

Имеется [2,6,7,12-14,16,17,89] вполне определенная связь между реакционной способностью и физическими, электрическими, тепловыми, механическими и другими свойствами углеродистого материала, обусловливаемыми его природой, а именно молекулярной структурой, дисперсной структурой, примесями (Н,0,й,/У, металлы и т.д.). [c.20]

Наличие критических состояний в перепадах удельного электросопротивления при нагревании от 25 до 600° для коксов, прокаленных при температурах от 1000° до 2500°, по-видимому, связано с отмеченными критическими состояниями истинной плотности кокса [3], прокаленного при тех же температурах (рис. 3, б), причем максимум на одной кривой соответствует минимуму на другой и наоборот. Так как изменения величины истинной плотности кокса связаны с глубокими изменениями молекулярной структуры углеродистого материала, то они, естественно, сопровождаются изменениями его электрических свойств. [c.143]

Неравномерность химических связей между атомами, составляющими структуру углеродистого материала. Известно, что различные грани кристаллитов углерода имеют неодинаковую реакционную способность. В частности, скорости окисления кристаллита вдоль и поперек базисных плоскостей различаются в 15—20 раз (а по некоторым оценкам даже в 200 раз). [c.110]

Неоднородность пористой структуры и разная доступность внутренней поверхности углеродистого материала для диффузии газов. 3. Ф. Чуханов установил, что горение и гази- [c.110]

Состав газа также резко меняется. Основным компонентов газа коксования со щелочными добавками является водород и его содержание при уменьшении добавки гидроксида натрия уменьшается с 74 до 67 об. %. Основным же компонентом газа коксования высших фракций сланцевой смолы беэ добавок являются предельные углеводороды (67 об. /о). Кокс-процесса коксования сланцевой смолы со щелочными добавками содержит повышенное количество золы. Это, по-видимому, можно объяснить внедрением, частичек щелочи в углеродистый материал, и указанные частицы не могут быть полностью удалены промывкой водой до нейтральной среды. Кокс характеризуется повышенным содержанием кислорода,, что может быть результатом конденсации исходных термостойких структур, содержащих кислород. Частично гидроксид натрия в процессе коксования превращается в соду. По-видимому, это подтверждается приращением количества воды, образующейся за счет взаимодействия гидроксида натрия е фенолами (см. табл. 1). [c.40]

С повышением температуры обработки, по мере роста кристаллитов и уменьшения доли неупорядоченной фазы, углеродистый материал приближается по своей структуре к структуре совершенных кристаллов графита, у которых валентная зона целиком заполнена. Поскольку уровень Ферми расположен внутри пи-зоны, то электронный газ до определенной температуры может находиться в вырожденном состоянии. Вырождение снимается, как только тепловая энергия становится сравнимой с энергией Ферми. [c.51]

Процесс графитирования углеродистого материала и приобретаемые свойства зависят от исходной структуры материала, определяемой его происхождением, содержанием золы в нем, а также от температурного режима, [c.123]

Энергия, затраченная на дробление, зависит, главным образом, от прочности углеродистого материала, наличия дефектов в структуре (трещины, пустоты, содержание инородных примесей). [c.144]

Указанные закономерности изменения весовой скорости выгорания, на наш взгляд, объясняются в первую очередь изменением реакционной поверхности углеродистого материала в процессе горения. Кроме того, следует ожидать уменьшения весовой скорости горения -за счет изменения свойств реакционной поверхности, а также повышения степени упорядоченности и роста конденсированности кристаллической структуры вещества топлива при выгорании более реакционных атомов углерода. [c.74]

Прочие дефекты. Несмотря на наличие дефектов, во всех рассмотренных случаях основу структуры углеродистого материала составляла структура графита, хотя и искаженная в той или иной степени. [c.33]

Если представить энтропию какой-либо углеграфитовой системы в виде суммы (У1-2) двух составляющих — конфигурационной и вибрационной, то можно сделать вывод, что при абсолютном нуле температуры вибрационная составляющая будет равна нулю у всех углеграфитовых материалов, в то время как конфигурационная составляющая энтропии будет равна нулю лишь у идеальной структуры графита. Эта составляющая отражает отклонение структуры углеродистого материала от идеальной структуры графита. [c.150]

Превращения. По-видимому, можно предполагать, что с повышением температуры энтропия плавно возрастает лишь до предельного значения, соответствующего максимальной температуре, равной температуре обработки данного углеродистого материала. При более высоких температурах, чем температура обработки, энтропия будет меняться еще вследствие изменения структуры углеродистого материала. [c.154]

Решение поставленной задачи значительно осложняется тем обстоятельством, что термодинамические характеристики углеродистой системы при повышенных температурах изменяются не только благодаря нагреванию системы, но и в результате процессов, идущих в системе и изменяющих ее структурное состояние. Если за минимальную температуру обработки углеродистого материала в рассматриваемом случае принять 1473° К, то можно предполагать, что нагревание системы до этой температуры не приведет к существенным структурным изменениям в системе и изменение ее термодинамических характеристик будет обусловлено только температурой. Нагревание до более высоких температур приводит уже к изменению самой системы, к перестройке ее структуры. Есте- [c.172]

Предельное содержание примесей ограничено конкретными требованиями данной технологии. Более сложно обосновать выбор типа углеродистого материала и требования к таким его свойствам, как плотность, химическая активность, удельная электропроводность. Указанные свойства тесно связаны со структурой углеродистого вещества, микро- и макропористостью, содержанием минеральных примесей. [c.72]

Максимальную плотность имеет графит, и чем меньше истинная плотность углеродистого материала, тем больше его структура отличается от графитовой. Поскольку графит имеет минимальную химическую активность, то можно предположить, что с уменьшением плотности активность углеродистого материала должна возрастать. Однако химическая активность, как кинетическая характеристика, должна быть тесно связана с условиями взаимодействия реагентов. Поэтому сушественную роль начинает играть поверхность контакта фаз, которая также зависит от условий взаимодействия. Например, во внешнедиффузионной области активность углеродистого вещества теряет свое значение, во внутридиффузионной области определяющей может стать пористость и т. п. [c.73]

Карбонизацией и прокаливанием, объединяемых в производственных условиях в один процесс, называется высокотемпературная обработка сырого нефтяного кокса (при определенной продолжительности пребывания его в зоне реакции), направленная на из- менеиие его структуры и физико-химических свойств. Процесс сопровождается разложением и удалением некоторого количества летучих веществ и превращением части из них (высокомолекулярных углеводородов) в результате реакций уплотнения в кокс. В промышленных условиях чаще всего прокаливание проводят за счет физического тепла дымовых газов. Из-за вторичных реакций взаимодействия кокса с двуокисью углерода и парами воды при температурах выше 900—1000 °С некоторая часть углерода теряется (угар) и температура в зоне прокаливания резко снижается. Карбонизация коксов сопровождается увеличением их общей пористости и пикнометрической плотности, повышением содержания углерода и понижением содержания водорода. Степень этих изменений определяется температурой и длительностью прокаливания. Кальцинирование нефтяных коксов обеспечивает полное удаление воды и почти всех летучнх веществ из углеродистого вещества усадку твердого материала, препятствующую появлению деформаций и трещин в готовых электродных изделиях при обжиге повышение устойчивости углеродистого материала к взаимодействию с активными газами повышение электропроводности и механической прочности углеродистого материала. [c.202]

О, Н и др., и рост плоских атомных слоев. При достаточно боль ших размерах последних возможно их сближение под действием сил молекулярного притяжения. Благодаря большой анизометричности, они стремятся раслоломиться параллельно друг другу и, таким образом, сложиться в пакеты-кристаллиты. При достаточно малом расстоянии ( 3,5 2) между атомными слоями в кристаллите -электроны выходят в менслоевое пространство и становятся легкоподвижными. При этом вещество переходит в качественно новое состояние, что приводит к резкому изменению многих свойств углеродистого материала при температурах, соответствующих этому переходу резко.. возрастает электропроводность, теплопроводность и оптическая плотность [25]. Число углеродных слоев в кристаллитах углеродистых ыатериалов, как показывает результаты работ [25, 29-31], составляет 2-3. В.С.Веселовский считает [25], что после нагрева до 1000°С в углеродистых материалах практически не остается атомных групп, не входящих в структуру кристаллитов, в то же время ряд исследователей утверждает, что в углеродистых материалах, полученных при температурах - ЮОО С, значительное количество углеродных слоев составляют одиночные сетки [29, 80]. [c.8]

В работе [Зб] ариводится механизи образования первичных окислов углерода в процессе горения с учетом электронной структуры углеродистого материала и исходных, промежуточных и конечных соединений. Вопрос о механизме реагирования углеродистых материалов с окислителями рассмотрен с точки зрения квантовой химии с использованием метода молекулярных орбиталей. [c.15]

К реакциям, в которых слоистый каркас графита сохраняет присущую ему структуру и гексагональный характер, относятся реакции образования кристаллических соединений графита со щелочными металлами (Ма, К, Rb, Сз). В результате действия на графит жидких или парообразных щелочных металлов образуются соединения постоянного состава СаМе, С1вМе и др. Наиболее изучены соединения СвК и СиК. Атомы калия, внедряясь между базисными плоскостями, увеличивают расстояние между ними соответственно до 5,65 и 5,95 А. Внедрение атомов щелочных металлов в кристаллическую решетку графита вызывкет разрыхление материала. Наиболее сильное разрыхление наблюдается у нефтяного и пекового коксов, в меньшей степени — у графита. Таким образом, интенсивность разрушения возрастает с уменьщением степени трехмерной упорядоченности структуры углеродистого материала при перехфде от графита к коксам. [c.42]

Аналогичным образом изменяется и такой структурный параметр, как количество ароматических колец, отнесенных на одну структурную единицу (рис. 36). Как видно, многочисленные методы химического й физико-химического анализов дают основание говорить о преимущественной ароматической структуре угпей, хотя есть попытки оспаривать этот установленный факт. Так, электронные свойства угпей, заключающиеся в том, что для них характерно интенсивное электронное поглощение Е углей в ультрафиолетовой, видимой и ближней инфракрасной областях, В.К.Попов, Н.Д.Русьянова объяснили наличием полисопряженных связей, которые по их мнению, являются преобладающими структурами органической массы углей. С увеличением стадии зрелости углей или при термической обработке их максимум электронного поглощения всегда возрастает и сдвигается в длинноволновую область к 1750 нм (рис. 37). Положение этого максимума не зависит от природы углеродистого материала, поэтому упомянутые исследо- [c.108]

Электрическая проводимость кокса в значительной степени определяется структурой углеродистого материала, которая зависит от свойств исходных углей, поэтому такие основные характеристики угпей, как выход летучих веществ и толщина пластического слоя, влияют на электрическое сопротивление кокса р и его реакционную способность (рис. 100 и 101). [c.186]

Конечная температура обработки УМ оказывает основное влияние на кристаллическую структуру. Обычно параметры кристаллической решетки, в частности межслоевое расстояние углеродистого материала, достигают величин, характерных для графита при температура обработки 3000°С. Однако не.которые углеродистые вещества не подвергаются графитации даже при ЗООО С, в то время как другие превращаются в графит уже при 2300°С, поэтому первые из них назвали негра-фитирующимися, а вторые — графитирующимися. [c.218]

Исследованиями, проведенными ИГИ, показано, что а качестве сырья для производства гранул может быть использован буроугольный полукокс, полученный при высокоскоростном нагреве. Такой углеродистый материал вследствие большого газовыделения в узком промежутке времени и отсутствия спекаемости имеет высокопористую структуру, причем преобладают мелкие поры. Длн грануляции используют класс крупностью < 0,2 мм, в качестве связующего смолу переработки бурых углей. Пасту гранулируют в шнековом грануляторе. Размеры образующихся гранул 2—5 мм. Термическая обработка гранул производится в две стадии до 180°С для поли конденсации смолы и до 850 С длн карбонизации. Активация полученных углеродистых гранул осуществляется при ЭОО С до достижения обгара 20 -24 %, при этом образуются микро- и мезопоры, причем повышение температуры и увеличение обгара приводит к интенсификации образованин мезопор. Суммарный объем микро- и мезопор составляет 0,4 см /г. Разработана [c.221]

Важнейшим свойством нефтяных коксов пвляется дисперсная структура. По характеру пространственного расположения и упорядочения кристаллитов углеродистого материала выделяют две структуры кокса волокнистую (струйчатую и игольчатую) и точечную (сферолитовую). У волокнистых коксов кристаллиты образуют волокнистый" узор, располагаясь параллельно слоями. Изделия из кокса с волокнистой структурой характеризуются слабой механической прочностью. Кокс точечной структуры состоит из индивидуальных частичек с несфор-мировавшейся ориентацией элементарных кристаллитов. Волокнистая структура коксов характеризуется анизотропными свойствами, а точечная — изотропными. [c.271]

Для реакции между углеродом и серой характерно, что скорость ее в сильной степени зависит от структуры углеродистого материала, поэтому далеко не все твердые углеродистые вещества могут быть использованы для этой цели. Причина заключается в том, что в отличие от сильно экзотермической реакции горения углерода в кислороде (94,25 ккал1моль) с серой реагируют наиболее химически активные формы углерода. Реакционную способность углеродистого материала по отношению к парам серы называют тиореакционной способностью. [c.42]

Влияние структуры углеродистого материала на тиореакционную способность [c.46]

По своей вторичной (пористой) структуре древесный уголь состоит из мелких кристаллитов размером в среднем 15 А, т. е. примерно таких как и у некарбонизированных каменных углей, в то время как размер кристалла графита равен 2000 А. Следует отметить, что любой твердый углеродистый материал состоит из набора кристаллитов самых разнообразных размеров. Для ископаемых углей характерна плотная упаковка кристаллитов, а углн из древесины имеют значительно более рыхлую структуру — зазоры между соседними кристаллитами образуют большое количество тонких пор, обладающих развитой поверхностью. Значение этого фактора велико, так как образование сероуглерода из твердого углеродистого материала носит характер гетерогенной топо-химической реакции, обладающей к тому же слабым экзотермическим эффектом. Поэтому для эффективного протекания реакции требуется достаточная химически активная развернутая поверхность на разделе твердой и газообразной фаз. Реакция обусловлена адсорбционно-химическим взаимодействием на границе раздела фаз между поверхностными атомами угля и молекулами серы. Силы притяжения различны по своей природе и зависят от характера поверхности и адсорбирующихся молекул серы. [c.47]

С, а затем стабилизируется. Аналогичное явление, но при тмосферном давлении отмечено и другими авторами. Однако при ысоких давлениях для слоя частиц нефтяного кокса оно выявлено шервые и может быть объяснено изменением структуры (перекри-таллизацией) углеродистого материала в процессе реагирования. )то явление имеет важное практическое значение. [c.39]

Механизм н кинетика реакций углерода с окислительными газами имеют ряд особеиностей, обусловленных различиями физико-химических свойств и кристаллической структурой углеродистых материалов. Их структура и свойства определяются усло-вия мн лолучения и последующей термической обработки. Это позволяет использовать методы исследования механизма реакций окисления различных углеродистых материалов для изучения их структуры и ее связи с резекционными свойствами. Реакции углерода с газа ми в зависимости от условий могут протекать в кинетической или диффузионной областях реагирования. Поэтому для выяснения истинной реакционной способности углеродистых материалов необходим тщательный выбор этих условий для обеспечения протекания реакций в кинетической области реагирования, где скорость реакций и ее температурная зависимость будут определяться только характеристиками углеродистого материала. [c.51]

КРИПТОЛ (от греч. xpvnxog — скрытый) — зернистый углеродистый материал. Используется в качестве нагревательного элемента печей сопротивления (криптоловых печей). Размер его зерен 0,15—10 мм (табл.). Получают К. дроблением угольных или графитовых электродов с плотной однородной структурой. Характеризуется высоким удельным электрическим сопротивлением, зависящим от т-ры и плотности засыпки. При попадании в засыпку воздуха и обгорании зерен электросопротивление К. резко возрастает. Если плотность засыпки неравномерна, некоторые участки печи перегреваются, что часто приводит к оплавлению футеровки. Для предотвращения обгорания зону засыпки герметизируют. В процессе эксплуатации печи размеры зерен К. уменьшаются, в нем накапливаются пыль и зола, в связи с чем его периодически просеивают. Содержание золы в К. не должно превышать 1—3%. Не допускаются металлические примеси, расплав которых разрушает футеровку печи. [c.653]

В работах автора и Ярмочкиной [52, с. 35, 46] экспериментально доказано, что возникновение структуры графита на стадии собственно графитации сопровождается выделением энергии. Внутренняя энергия графитируемого материала, как и следовало ожидать, стала меньше. Произошел индуцированный сброс энергии. Формирование структуры графита привело к уменьшению энтропии и энтальпии углеродистого материала. [c.146]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология