Главная -> Словарь

Углеродной поверхности

УУКМ может быть получен либо осаждением пироуглерода на углеродный волокнистый наполнитель, либо поочередно многократной пропиткой углепластика полимерным связующим и высокотемпературной обработкой. К искусственно созданным углеродным материалам относятся такие традиционные материалы как технический углерод , углеродные сорбенты и синтетические алмазы. Все эти материалы отличаются и технологией изготовления, и областями применения. Среди огромного количества углеродных материалов объем производства углеграфитовых материалов наибольший, так как область применения их весьма широка: в металлургической, химической, в электротехнике, атомной энергетике, ракетной технике, в машино-, авиа-, приборостроении, их также используют как конструкционные и строительные материалы.

Пористые углеродные адсорбенты относятся к углеродным материалам, обладающим высокой удельной адсорбционной способностью. К ним могут быть отнесены прежде всего активные угли, а также углеродные волокна, вспененные пеки и смолы, различные коксы.

Обзор литературы по углеродным материалам и типам электродов показывает,что наиболее перспективными и имеющими широкие возможности, являются электроды из стеклоуглародаГ 4 3. Этому способствуют высокая химическая устойчивость, малые остаточные токи в широком диапазоне рабочих потенциалов, отсутствие органических компонентов в составе электродов. Особенно успешно стеклоуглерод применяется в качестве подложки ртутно-графитового электрода, поверхность которого формируется при электролизе растворов, содержащих ионы ртути. При использовании такого электрода электроосаждение определяемых металлов проводят одновременно со ртутью из одного раствораГб} . Широкому использованию такого типа электродов.когда ртуть осаждается на подложке одновременно с металлом из одного раствора, способствуют следующие достоинства:

Отмечаемое несоответствие между поведением параметров д и На не присуще обычным углеродным материалам, для которых характер изменения указанных величин при термообработке идентичен. Следует отметить, что определение микротвердости стеклоуглерода затруднено из-за нечеткости контуров получаемых отпечатков алмазной пирамиды при использовании средних по величине нагрузок . При малых нагрузках отпечатки проявляются только с помощью индикаторной пленки, причем, величина отмечаемой микротвердости оказывается завышенной. Изучение лунок отпечатков под микроскопом показывает сглаживание их рельефа, заплывание контура отпечатка вплоть до его полного исчезновения. Измерение микротвердости поверхности образцов стеклоуглерода, после обработки при 1000 °С показало некоторое снижение величины На при переходе от первородной поверхности вглубь образца материала. При этом заплывание лунок наблюдается на всех сечениях образца. После электрохимического травления поверхности образцов стеклоуглерода и снятия поверхностной пленки ее восстановления не наблюдается, и повторное травление не приводит к явлению отслоения пленки.

При работе в агрессивных средах, не содержащих механических примесей, силицированный графит, трущийся по углеродным материалам, керамике и твердым металлическим материалам, имеет очень высокую износостойкость, что в ряде случаев обеспечивает срок службы до 10000-15000 ч.

Рентгеноструктурный анализ образцов, полученных" из различных видов сырья, показал, что независимо от природы углеводородного сырья и его молекулярной массы в исследованной области температур 450-800°С полученные на поверхности никелевого катализатора отложения волокнистого углеродного вещества имеют низкоупорядоченную структуру, более близкую к сажеобразным углеродным материалам, чем к графиту. На рентгенограммах этих образцов хорошо прослеживаются широкие малоинтенсивные дифракционные максимумы , что характерно для графитирующихся структур . Данные закономерности подтверждаются

углеродным материалам. 1993. №3. С. 12-13.

по углеродным материалам. 1993. №4. С. 17.

бюллетень текущей информации по углеродным материалам. 1994. №7-8.

информации по углеродным материалам. 1993. №11-12. С. 27.

углеродного вещества имеют низкоупорядоченную структуру, более близкую к сажеобразным углеродным материалам, чем к графиту. На рентгенограммах этих образцов хорошо прослеживаются широкие малоинтенсивные дифракционные максимумы , что характерно для графитируюшихся структур .

концентрации углеводорода в газовой фазе. Водород сильно тормозит образование пироуглерода: при 900 °С на углеродной поверхности, покрытой адсорбированным водородом, скорость выделения пироуглерода при разложении метана составляет -•10~3 от скорости на поверхности, свободной от водорода. При

Теплота хемосорбции водорода на углеродной поверхности составляет около 188 кДж/моль , следовательно:

Из данных табл. 2.2 с учетом того, что . Такое низкое значение соответствует тому, что молекула реагирует с активным центром углеродной поверхности как со свободным радикалом.

здесь 9со-доля поверхности коксовых глобул, занятая кислород-углеродным комплексом; 0сн2~Д°ля поверхности, занятая водород-углеродными фрагментами; 6с-доля свободной углеродной поверхности.

4. Присутствие или отсутствие влаги, углеродной поверхности и света не влияет заметным образом на относительные скорости первичного, вторичного или третичного замещения.

В условиях встречной диффузии продуктов неполного сгорания от поверхности углеродного массива в поток окислителя, диффундирующего навстречу им из окружающего куски кокса объема, неизбежно взаимодействие вблизи углеродной поверхности по реакциям:

Особый интерес представляет получение на поверхности углеродных, в том числе и алмазных, структур сильно полярных реакционноспособных функциональных гидрокси-, карбокси- и аминогрупп. Так, замещение атомов хлора на поверхности углеродных веществ под действием водяного пара при 373-733 К приводит к образованию эквивалентного количества поверхностных гидроксигрупп. Закрепление карбоксигрупп наблюдается142 при нагревании образцов углеродных веществ с концентрированной азотной кислотой в течение 5 ч. Трехчасовое кипячение углеродных веществ в хромовой смеси и хлорной кислоте приводит к образованию кислотных групп и активного водорода. Функциональные аминогруппы закрепляют на углеродной поверхности, действуя на поверхностные атомы хлора газообразным аммиаком при 623-673 К.

тивными центрами углеродной поверхности, имеющими свой-

электроны молекул, атомов и ионов газа могут вступать во взаимодействие с электронами атомов твердого углерода. В результате молекулы газа закрепляются на углеродной поверхности и образуют адсорбционный слой. В данном случае действуют химргческие силы, но это еще не означает, что на поверхности образуется обычное химическое соединение; для образования последнего требуется разрушить связи между атомами адсорбента. Очевидно, что подобным образом может образоваться только мономолекулярный слой адсорбированного газа.

Рассмотрим некоторые закономерности процесса реагирования углеродной поверхности в различных областях реагирования.

Для любого характера потока сохраняется основное соотношение стационарного гетерогенного реагирования, согласно которому количество газа, прореагировавшего на поверхности углерода, равно диффузионному потоку реагирующего газа к этой поверхности. На углеродной поверхности при этом устанавливается некоторая концентрация газообразного реагента, величина которой определяется соотношением скоростей этих двух процессов.