Cтраница 3
Искусственный графит отличается очень высокой степенью чистоты ( 99 % С и выше), по теплопроводности в 3 - 8 раз превышает уголь и по химическим свойствам занимает особое положение в ряду других материалов. Графитовые изделия, так же как и угольные, имеют высокую пористость, и поэтому область их применения в химическом аштаратостроении ограничена. [31]
![]() |
Микрофотография зерна наполнителя на поверхности наполнителя ( X 70. [32] |
Искусственные графиты имеют ярко выраженную неоднородность структуры: зерна наполнителя ( плотного нефтяного кокса) равномерно распределены в объеме связующего ( кокса, образующегося в процессе высокотемпературного разложения каменноугольного пека), имеющего значительно меньшую плотность вследствие своей высокой пористости. Очевидно, что при одинаковой по поверхности скорости уноса массы углерода линейная скорость уноса плотного кокса - наполнителя будет значительно меньше, чем менее плотного связующего. В силу такой неравномерности уноса поверхность становится шероховатой: зерна наполнителя выступают в поток и в процессе дальнейшего неравномерного уноса могут оказаться практически изолированными от общей массы материала, обламываться и уноситься газовым потоком. [33]
Однако искусственный графит не следует этому правилу, что приписывается наличию связующего, вводимого в углерод до графитизации. В этом случае теплопроводность зависит от температуры в степени 2 2 - 2 8, а теплоемкость - в значительно меньшей степени. Если неупорядоченные области имеют слабо выраженную кристаллическую алмазоподобную структуру и поведение их можно описать дебаевской моделью изотропного твердого тела, то полная теплопроводность может совпадать с наблюдаемыми значениями. [34]
Хотя искусственный графит получают в виде порошка различной степени чистоты или же в виде графитовых изделий ( в частности, электродов), печи для графитирования применяют и в том и в другом случае одинаковые, изменяют в основном лишь режим работы и характер загрузки графитировочной печи. [35]
Такой искусственный графит хорошо поддается механической обработке, достаточно теплопроводен и жаростоек, устойчив к коррозии. Есть у него и недостатки: легкая разрушаемость при ударе, а при температуре выше 250 он подвергается некоторому радиационному повреждению - происходит смещение атомных слоев, что увеличивает объем графита и уменьшает его тепло - и электропроводность. Радиационное повреждение можно снять, подвергнув графит отжигу, в результате атомные слои возвращаются в первоначальное положение. [36]
![]() |
Модель графита. - атом углерода. [37] |
Все природные и искусственные графиты представляют собою поликристаллы, сложенные из отдельных произвольно ориентированных кристаллитов. В результате произвольной ориентировки свойства поликристаллического тела практически одинаковы по всем направлениям, хотя свойства каждого отдельного кристалла зависят от направления. [38]
Теплопроводность искусственных графитов может изменяться в широких пределах, некоторые графиты обладают теплопроводностью, присущей кристаллам, другие углеродные материалы проявляют теплопроводность, характерную для аморфных тел. [39]
Теплоемкость искусственного графита плавно возрастает с увеличением его температуры. Температурная зависимость теплоемкости обожженного углеродистого материала претерпевает при высоких температурах характерные изменения, связанные со структурными превращениями в нем, о которых упоминалось выше. Особенно отчетливо эти изменения прослеживаются по разности теплоемкости искусственного графита и обожженного углеродистого материала. [40]
Применение искусственного графита как конструкционного материала основывается на очень высокой температуре его сублимации, небольшой плотности, высоких теплофизических и прочностных свойствах. Искусственный графит хорошо обрабатывается на обычных металлорежущих станках при высоких скоростях резания и больших подачах. На графите любой марки возможно нарезать как внутреннюю, так и наружную резьбу с достаточно мелким шагом при большой точности. Как правило, при обработке графита достигается точность от 4 до 7 класса. Все это позволяет изготовлять из графита детали и изделия со сложным профилем для различных отраслей техники. [41]
Пористость искусственного графита зависит от ряда факторов, связанных с процессом его получения. Так, Уолкер [25] показал, что графиты, полученные в абсолютно одинаковых условиях из различных партий кальцинированного нефтяного кокса с применением одного и того же каменноугольного пека в качестве связующего материала, сильно отличаются друг от друга. [42]
Непроницаемость искусственного графита достигается пропиткой его синтетическими смолами. [43]
Облучение искусственного графита вызывает увеличение энергии кристаллической решетки, которая называется скрытой, накопленной энергией или энергией Вигнера. Большие кристаллы запасают энергию быстрее, чем микрокристаллы. После начального периода увеличение энергии Вигнера почти пропорционально дозе облучения. [44]
Из искусственных графитов наибольшее значение имеет изготовляемый путем нагревания углей выше 2200 С по методу Ачесона. Он поставляется главным образом в виде блоков и фасонных изделий и по величине кристаллитов принадлежит к скрытокристалли-ческим графитам. Он хорошо обрабатывается механически, и из него можно изготовлять точные детали сложной формы. [45]