ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Структурные изменения, происходящие в коксе при термической обработке его из "Нефтяной кокс" Нефтяной кокс — высококачественный углеродистый материал— и получаемый из него искусственный графит имеют очень широкую область применения благодаря редкому сочетанию физико-химических свойств. К этим свойствам относятся высокая электропроводность, термическая и химическая стойкость в агрессивных средах, сравнительно низкий коэффициент линейного расширения, легкая механическая обрабатываемость, удовлетворительные прочность и упругопластичные свойства. [c.66] Но все эти ценные свойства кокс приобретает только после термической обработки при температурах не ниже 650—750 °С. Графитацию кокса проводят при 2600—3000 °С. [c.66] Касаточкин с сотрудниками [98—103, 148] все коксы, в том числе и нефтяные, относит к карбонизированным веществам. За исключением графитов все карбонизированные вещества являются аморфными сте.клоподобными высокополимера-ми. Основным структурным элементом карбонизированного вещества является плоская атомная сетка циклически полиме-ризованного атома углерода с боковыми радикалами в виде разветвленных цепей по всем трем измерениям линейно полимеризованных атомов углерода. Химические превращения в процессе термической обработки углеродистых веществ сопровождаются относительным возрастанием содержания углерода (карбонизацией) и глубокими изменениями молекулярной структуры. При этом создается межсеточная упорядоченность, увеличиваются размеры углеродных сеток и возрастает электропроводность вещества. [c.66] Следовательно, кокс в кристаллическое состояние в обычном смысле переходит не непосредственно, а через ряд промежуточных структур. В промежуточных структурах уже имеется упорядоченность атомов углерода, но только в одной плоскости (двухмерные структуры). Графит же является трехмерной структурой, упорядоченной в пространстве. Монокристалл графита является молекулой громадных размеров, а технический графит — поликристаллическим телом. [c.67] Каргиным и Г. Л. Слонимским [96] по отношению к полимерам. [c.67] Существует еще широко распространенное мнение о турбо-стратной структуре. Согласно этому представлению, первичные частицы имеют структуру блоков параллельных углеродных сеток, подобных базисным монослоям графита, но с беспорядочным расположением сеток вокруг общей нормали к ним. Кристаллиты , по этой теории, сохраняют основные черты первоначальной микрокристаллической графитовой структуры, но отличаются от нее по способу упаковки углеродных сеток [96, 210]. [c.67] Каргиным и В. И. Касаточкияым, позволяет проще объяснить не только электрические и теплофизические, но и механические свойства и изменения истинной плотности нефтяных коксов в различных условиях теплового воздействия на них. [c.67] Твердость графита в направлении слоев приближается к твердости алмаза, а в перпендикулярном направлении чрезвычайно мала. Анизотропия проявляется также в различных электро-и теплопроводности по этим направлениям. [c.68] 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. Такое явление называют квазиизотропией или ложной изотропией [56]. [c.68] Графитовые материалы имеют высокий предел прочности при сжатии (500—400 кГ см -) низкое удельное электросопротивление (5-10- —6-10 ом/см) высокую теплопроводность (80— 180 ккал/м - ч- град)-, низкий коэффициент термического линейного расширения (2-10 — 3-10 ). Графит обладает высокой термической стабильностью при температурах около 3000°С в восстановительных и нейтральных газовых средах, химической стойкостью в кислых и щелочных средах, очень низкой реакционной способностью в окислительной среде. Эти свойства графита используют в химических процессах, в газовых турбинах и в реактивной технике [245]. Кроме того, исключительно чистый графит обладает свойством замедлять движение быстрых нейтронов. Это качество графита используют в атомных реакторах для обеспечения протекания самоподдерживающейся цепной реакции, когда в качестве ядерного горючего используется уран IJ235 или плутоний [178, 293]. [c.68] В процессе графитации кислород играет роль тормозящего агента [98]. Известно, что сахара, содержащие альдегиды, не графитируются даже при 3000 °С. [c.68] Рост кристаллитов в направлении оси а преобладает над ростом по оси с (см. рис. 15). Это объясняется тем, что внутри углеродных слоевых плоскостей действуют очень сильные гомеополярные связи, а между плоскостями — лишь слабые металлические связи — ван-дер-ваальсовы силы [87]. [c.68] Иоффе относит графит к полупроводникам, обладающим слоистой решеткой. В плоскости плотной упаковки (по оси а ) графит представляет собою как бы двухмерный металл. [c.68] Полупроводниковые свойства были обнаружены и у конденсированных ароматических соединений, таких как антрацен н коронен (гексабензобензол). [c.69] Рентгеноструктурным анализом довольно четко выявляется разница между углями, сажами и нефтяными коксами, т. е. между резко различными каустобиолитами. Но о различии нефтяных коксов, полученных из разных видов нефтяного сырья и при неодинаковых режимах, еще не накоплено четких данных. Практика показала, что различия в свойствах нефтяного кокса из разных видов сырья и искусственных графитов (отечественных и зарубежных) яснее обнаруживаются при определении их удельного электросопротивления и плотности. [c.69] Только сочетанием различных физических, химических н физико-химических методов, в соответствии с их разрешающей способностью, можно получить более ясное представление о структурных свойствах кокса. Конечной целью этих исследований является выявление эксплуатационных свойств нефтяного кокса. [c.69] Вернуться к основной статье