В монографии обобщен большой материал по химическим и физическим свойствам углеграфитовых материалов, имеющих огромное практическое значение во многих отраслях техники, особенно в технике высоких температур, а также в качестве эксплуатационных материалов в ядерных реакторах и т. п.
Обсуждаются результаты микроскопического изучения процесса окисления графита Рассматриваются условия образования углерода из газовой фазы и его свойства (реакции углерода с двуокисью углерода и парами воды). Приведен обзор последних работ по исследованию термоэлектродвижущей силы графита и углерода.
Книга предназначена для научных работников и инженеров, работающих по исследованию физико-химических свойств углеграфитовых материалов и их промышленному использованию, особенно в ряде отраслей новой техники.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Физические и химические свойства элементарного углерода привлекают все возрастающее внимание исследователей и инженеров различных специальностей. Это в равной мере относится и к основным видам кристаллического углерода — алмазу и графиту, и к так называемому аморфному углероду — коксу, углю, саже. Основу такого «аморфного» углерода составляют, как известно, разупорядоченные мелкие кристаллики (или кристаллиты) графита, сцементированные обрывками алифатических цепочек углеродных атомов, иногда именуемых «неорганизованным углеродом». Недавно был получен слоистый материал, состоящий почти полностью из такого «неорганизованного углерода». В зависимости от степени регулярности, характера дефектности структуры в весьма широком диапазоне изменяются механические, теплофизические, полупроводниковые и другие ценные свойства углеродных материалов. Дополнительное разнообразие вносят гетероатомы, входящие в углеродные материалы либо в составе функциональных группировок на призматических гранях кристаллов графита, либо в форме соединений включения, находящихся в межплоскостной области, либо в виде механических примесей.
Если до недавнего времени основная масса углерода употреблялась как топливо и в качестве восстановителя в металлургических процессах, то теперь резко возросло потребление таких видов углерода, как сажа, активированный уголь, Электроугли, технические алмазы и графиты. Графиты используют в ядерной технике как замедлители нейтронов. Все большее значение приобретают органические полупроводники, представляющие собою ароматические полициклические соединения, по структуре весьма близкие к графиту.
Попытка прибавить к этому перечню производства, потребляющие углеродные материалы для химической переработки, привела бы к почти необозримому разнообразию.
Литература по строению кристаллов графита и алмаза, структуре «аморфного» углерода, физическим и химическим свойствам различных углеродных материалов или, как иногда говорят «углеродов», рассеяна в море журнальных статей, трудов конференций, симпозиумов, фирменных проспектов и т. д. Исследователю или инженеру обычно трудно, иногда почти
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие ....................... 5
Предисловие к американскому изданию ............. 7
I. Дислокации и дефекты упаковки в графите........... 9
Обозначения ..................... 9
1. Введение ..................... Ю
2. Некоторые сведения из кристаллографии......... 10
3. Дислокации .................... 14
4. Методы наблюдения ................. 22
5. Ряды дислокаций................. . 26
6. Взаимодействие дислокаций............... 35
7. Звездообразная структура ............... 46
8. Субграницы .................... 49
9. Двойникование ................... 52
10. Дислокационные петли в закаленном графите....... 55
11. Дислокационные петли в графите, облученном нейтронами . . 56
12. Взаимодействие между дислокационными петлями ..... 58
13. Взаимодействие между скользящими дислокациями и петлями 63
14. Краевые дислокации. Определение............ 66
15. Взаимодействие между краевыми дислокациями и обычными ли-
нейными рядами дислокаций........ ..... 68
16. Взаимодействие между краевыми дислокациями...... 71
17. Расширение линейного ряда дислокаций при внедрении примесей 71
18. Эффект преломления . ............... 73
19. Поверхностные эффекты, связанные с наличием линейного ряда дислокаций ..................... 74
Литература........................ 76
II. Перенос газа в графите.................. 78
Обозначения ..................... 78
1. Введение ...................... 80
2. Виды течения в единичном капилляре .......... 81
3. Течение в пористом теле, в частности в графите....... 97
4. Экспериментальные методы..............1UU
5. Результаты опытов с графитом и их значение........116
•Литература........................121
III. Исследование окисления графита методом микроскопии ......125
Обозначения ..... ...............125
1. Преимущества исследований методом оптической микроскопии . . 125
2. Ранние работы с применением оптической микроскопии .... 127
3. Практическое рассмотрение...............129
4. Некаталитическое окисление графита кислородом......140
5. Природа ямок травления................160
6. Некаталитическое окисление графита другими газами.....174
7. Влияние твердых катализаторов на окисление графита .... 185 Литература........................206
IV. Реакции углерода с двуокисью углерода и парами воды..... 210
Обозначения .....................210
1. Введение ......................210
2. Литературный обзор..................211
3. Традиционный подход к кинетике газификации.......213
4. Кинетика обмена кислорода между СО2 и СО над углеродом . .218
5. Реакции двуокиси углерода с углеродом и коксом......223
6. Реакции паров воды с коксом..............235
7. Обсуждение единой теории...............261
Литература........................263
V. Получение углерода из газов................266
1. Введение ......................266
2. Основные экспериментальные факты............267
3. Кинетика и механизм.................297
4. Нерешенные проблемы и предположения о направлении дальнейших работ .....................320
Литература........................321
VI. Влияние хемосорбции кислорода на термо-электродвижущую силу
графита .......................327
Обозначения .....................327
1. Введение ......................328
2. Обзор работ по исследованию термо-электродвижущей силы графита и углей....................331
3. Теория термо-электродвижущей силы графита........335
4. Влияние хемосорбции кислорода на термо-электродвижущую силу графита ......................342
5. Кинетика хемосорбции кислорода на графите........351
6. Заключение .....................361
Литература........................362
Цена: 150руб.
