ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Стабильность при высокой температуре из "Твёрдые смазочные материалы и антифрикционные покрытия" Плотность кристалла графита (например, кристалла природного цейлонского графита), согласно данным рентгеноструктурного анализа, составляет 2,226 г/см -, плотность кусочков искусственного графита всегда ниже, что свидетельствует о его пористой структуре. Данная структура характеризуется наличием двух видов пор 1) открытые поры, в которые способен проникать гелий, отличающийся минимальными размерами диффундирующих атомов 2) закрытые поры, в которые гелий не проникает. [c.67] Открытая пористость складывается из объема макро- и мик-ронор. Обычно макропорами принято считать поры диаметром более 0,1 мк. Микропористость соответствует полостям, диаметр которых примерно равен размеру молекулы, т. е. ультрамелким порам. Предполагают, что микропоры полностью или частично образуются за счет пустот между хаотически расположенными кристаллитами графита. [c.68] В качестве примера графита с пористой структурой можно указать на графит, применяемый в ядерных реакторах. Объемная, гелиевая и рентгеноструктурная плотность данного графита равна соответственно 1,76, 2,154 и 2,266 г/см [26]. Общая пористость составляет около 23%, из которых одна шестая часть приходится на закрытую пористость. Площадь открытой поверхности (открытых пор) составляет около 0,2 м 1г, а закрытых полостей по крайней мере 4 м г. Примерно 85—88% объема открытых пор заполняется через отверстия диаметром более 2 мк, в то время как остальной объем приходится на поры с выходными отверстиями диаметром более 0,1 мк. При исследовании пористой микроструктуры графита явления, характерные для молекулярных сит, не наблюдались. Пористость графитов очень велика, поэтому делаются попытки уменьшить ее путем последовательной пропитки различными веществами. [c.68] В результате тонкого размола [27] натурального цейлонского графита (3 мк) его слоистая структура превращается в тур-бослоистую. Хотя плоскости графитных слоев внутри частиц и остаются параллельными, тем ие менее частицы не ориентированы по отношению друг к другу. Вследствие этого резко ухудшаются смазочные свойства графита. Окисление графита при повышенной температуре в среде двуокиси углерода и кислорода способствует увеличению гелиевой плотности и удельной поверхности графита, поскольку окислители разрушают поверхность, пробивая себе вход к закрытым порам. [c.69] Коллоидальные синтетические графиты отличаются большой удельной поверхностью (нередко она превышает 100 м /г) и высокой гелиевой плотностью (порядка 2,23 г/см ). Пористость указанных графитов всегда обусловлена их тонкой микроструктурой. Если в такой структуре имеются мельчайшие капилляры диаметром, равным величине молекулы, то к результатам замера площади поверхности графита, произведенного обычными методами, надо относиться с большой осторожностью. Так, при комнатной температуре небольшие молекулы могут задерживаться в ультрамикропорах в связи с эффектом действия молекулярных сит [28]. Для материалов, получаемых из каменного угля, имеющих в значительной мере ультратонкую структуру, низкотемпературные методы определения удельной поверхности (адсорбцией азота при —196 °С) не применимы, так как в этих условиях диффузия молекул адсорбента через поры, размер которых чуть больше их собственных размеров, протекает очень медленно и для ускорения диффузии требуется сравнительно большая энергия активации [29, 30]. [c.69] Известно, что благодаря своей высокой энергии связи графит более стабилен, чем алмаз. Кроме того, графит обладает более высокой энтропией при любой температуре. [c.69] В настоящее время считают, что теплота испарения графита равна около 170 ккал/моль [31]. [c.69] Термогравиметрический анализ графита различной дисперсности в кислороде (скорость повышения температуры 3 °С мин). [c.70] Полученные выводы не всегда применимы к образцам графита, которые содержат примеси. При этом некоторые из примесей, как установили указанные выше исследователи, оказывают большое влияние на окисляемость графита (табл. 1). Результаты рассмотренных работ подтверждают предположение о том, что процесс окисления носит диффузионный характер. [c.71] К первой группе относится бисульфат графита, который образуется при реакции серной кислоты с графитом в присутствии сильных окислителей. В таком соединении поверхности слоев еще не повреждены и между ними находятся анионы бисульфата. [c.73] Вторую группу соединений исследовал Рудорф [41], который установил, что при комнатной температуре графит образует соединения с бромом в отношении примерно г-атом брома на 8 г-атом углерода. Это соотношение не зависит от площади поверхности и образование этих соединений нельзя рассматривать как адсорбционное явление. Рудорф [41] пришел к выводу, что атомы брома присутствуют в виде прослоек между плоскостями каждого второго углеродного слоя, благодаря чему расстояние между слоями углерода увеличивается. [c.73] Соединения четвертой гр ппы (РеС1з — графит) были изучены Шульцем [44]. При нагревании до температуры выше 200 °С в присутствии безводного хлористого железа графит сильно набухает по мере присоединения к нему хлористого железа. [c.74] Затем избыточное хлористое железо удаляют сублимацией и остается однородный продукт. Крофт [45] считает, что вследствие значительной разницы в силах, обусловливающих прочность решетки графита, посторонние вещества могут располагаться между плоскостями кристалла графита без их разрушения. [c.74] Многие вещества, попадающие между слоями, прочно закрепляются на поверхностях слоев. На этом основании Крофт полагает, что при наличии благоприятных условий размещение различных веществ между слоями становится возможным. Далее он указывает условия, которые определяют возможность существования различных веществ между слоями графита. Во-первых, между катионом этого вещества и графитом должно быть достаточно сильное электронное взаимодействие во-вторых, необходимо, чтобы катион соединения имел электронное сродство, способное обеспечить такое взаимодействие, а полученные соединения обладали свойствами, аналогичными графиту. [c.74] Далее отмечается, что в таких реакциях могут участвовать следующие три вида соединений. [c.74] Вернуться к основной статье