Cтраница 3
В книге дано описание зависимости структуры и свойств угле-графитовых материалов от их состава. Рассмотрены условия формирования материалов на основе нефтяного, пекового и сланцевого коксов, антрацита, натурального графита, сажи. Описаны процессы получения, структура и свойства новых видов материалов из пиролити-ческого, стекловидного, волокнистого углерода. Рассмотрено формирование структуры и свойств углеграфитовых материалов на отдельных стадиях производства. Показано влияние отдельных операций переработки сырья. [31]
В целом проведенное исследование показывает, что волокнистый углерод, образующийся при пиролизе углеводородов, отличается от блестящего углерода и сажи не только структурой и специфическими условиями роста, но представляет собой аномальную разновидность углерода, содержащую примесь того материала, на поверхности которого она образуется. При этом образование волокнистого углерода наблюдается только на поверхностях, обладающих специфическим каталитическим действием. При образовании углеродной поверхности на стенках реакционных аппаратов и при росте сажевых частиц образования волокнистого углерода не происходит. [32]
Присутствие водорода в зоне реакции не оказывает специфического действия на образование нитей. Однако большое количество водорода тормозит образование нестойких промежуточных продуктов расщепления углеводородов. Повышенная же концентрация этих продуктов в зоне реакции с активной поверхностью, как показал эксперимент, очень сильно влияет на процесс образования волокнистого углерода. [33]
Волокнистый углерод может получаться как при разложении смеси окиси углерода с водородом на поверхности железа при температуре 1000 С, так и при крекинге метана, разбавленного азотом, в тех же условиях. Исследования показали, что катализатором реакции является или железо, или карбид железа. В качестве катализаторов были исследованы медь, никель, серебро, железо, хром, молибден и электролитические отложения палладия и родия. Было установлено, что образованию волокнистого углерода способствуют только железо, никель и кобальт. При этом в зависимости от примененного катализатора волокна имеют разную структуру. [34]
Механизм образования и структура углеродных нитей из углеводородов изучены еще меньше, чем процесс образования волокнистого углерода из окиси углерода. По этому вопросу опубликованы всего четыре работы. В первых трех работах [3, 4, 5], содержится описание макроскопических нитей волокнистого углерода, полученного термическим разложением метана, пропана и этилена. На основании рентгеновского анализа этих нитей впервые было установлено, что волокнистый углерод построен из таких же псевдографитовых кристаллитов, как блестящий углерод и сажевые частицы, с той лишь разницей, что плоскости графитовых шестигранников в углеродных нитях расположены не произвольно, как в частичках, а параллельно или почти параллельно оси нити. Изменение состава углеводородного газа и добавка к углеводороду азота, паров воды и аммиака не оказывают влияния на кристаллографическую структуру нитей. [35]
В последней работе [6] впервые обнаружены субмикроскопические углеродные нити, полученные на поверхности платины при термическом разложении метана и смесей паров бензола с азотом, содержащих около 25 % водорода. При тех же условиях опыта, но в отсутствии водорода углеродные нити не были обнаружены. Длина полученных нитей достигала нескольких десятков и даже сотен микрон, а диаметр был равен примерно 0 2 - 0 5 мк. В работе высказано предположение, что появление дисперсного волокнистого углерода связано с отравлением углеродной поверхности водородом, который адсорбируется на поверхности углерода и тормозит каким-то образом послойный рост этой поверхности. Влияние поверхности на процесс образования волокнистого углерода из углеводородов также остается неясным. Лишь в одной из упомянутых работ [3] есть указание на присутствие железа в реакционной трубке, где были обнаружены макроскопические нити. В остальных работах [4, 5, 6] никаких указаний на присутствие металла в зоне реакции, кроме платины [6], и никаких объяснений внезапного появления и роста волокнистого углерода нет. [36]
В последней работе [6] впервые обнаружены субмикроскопические углеродные нити, полученные на поверхности платины при термическом разложении метана и смесей паров бензола с азотом, содержащих около 25 % водорода. При тех же условиях опыта, но в отсутствии водорода углеродные нити не были обнаружены. Длина полученных нитей достигала нескольких десятков и даже сотен микрон, а диаметр был равен примерно 0 2 - 0 5 мк. В работе высказано предположение, что появление дисперсного волокнистого углерода связано с отравлением углеродной поверхности водородом, который адсорбируется на поверхности углерода и тормозит каким-то образом послойный рост этой поверхности. Влияние поверхности на процесс образования волокнистого углерода из углеводородов также остается неясным. Лишь в одной из упомянутых работ [3] есть указание на присутствие железа в реакционной трубке, где были обнаружены макроскопические нити. В остальных работах [4, 5, 6] никаких указаний на присутствие металла в зоне реакции, кроме платины [6], и никаких объяснений внезапного появления и роста волокнистого углерода нет. [37]