Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 1 (1110090), страница 380
Текст из файла (страница 380)
Г. весьма инертен при нормальных условиях. Окисляется Оз воздуха до СО, выше 400'С, СОз-выше 500'С. Т-ра начала р-ций тем выше, чем совершеннее кристаллич. структура Г. Окисление ускоряется в прнсут. Ре, У, Ха, Сп и др. металлов, замедляется в присут. С!„саед, фосфора н бора. С молекуллрным азотом Г. практйчески не реагирует, с атомарным при обычной т-ре образует цианоген СзХн в присут. Нз при 800'С-НСХ. В условиях тлеющего разряда Г. с Х дает парацнаноген (СХ)„, где х > 2. С оксидами азота выше 400'С образует СОз, СО и Х„с Н, при 300-!000 "С-СНа Галогены внедряются в кристаллич. решетку Г., давая саед, включения (см. Графита соединения).
С большинством металлов и их оксидов, а также со мн. неметаллами Г. дает карбиды. Со всеми щелочными металлами, нек-рыми галогенидамн, оксифторидами, галогеиоксидами, оксидами и сульфидами металлов образует саед. включения, с ингридами металлов выше !000'С вЂ” твердые р-ры пнтридов и карбидов, с боридами и карбидами — эвтектич. смеси с т-рамн плавления 1800-3200'С, Г. стоек к действию к-т, р-ров солей, расплавов фторидов, сульфидов, теллуридов, орг, саед., жидких углеводородов н др., ре- 119! агирует с р-рами щелочей, жидкими окислителями и рядом хло и фторорг. соединений.
НР . аиб. химически и термически стоек пирографит. Он практически непроницаем для газов и жидкостей, при 600'С его стойкость к окислению во мн. раз выше, чем у лругих Г. В инертной среде пирографнт работоспособен при 2000 С в течение длительного времени. Получение. Кристаллич.
Г. извлекают нз руд методом флотацни, руды скрытокристаллич. Г. используют без обогащения. Исходное сырье для получения Г.— нефтяной или металлургич. кокс, антрацит и пек. Отдельные частицы исходных углеродных материалов в результате карбонизации при обжиге связываются в монолитное твердое тело, к-рое затем подвергают графитации (кристаллизации). По одному из методов кокс или антрацит измельчают и смешивают с неком в определенных соотношениях, прессуют при давл до 250 МПа, а затем подвергают обжигу при 1200'С и графитации при иагр. до 2600 — 3000'С. Для уменьшения пористости полученный Г.
пропитывают синтетич. смолой или жидким неком, после чего снова подвергают обжигу и графитации. В произ-ве Г. повыш. плопюсти пропитку, обжиг и графитацию повторяют до пяти раз. Иэ смеси, содержащей кокс, пек, прир. Г. и до 20% тугоплавких карбидообразующих элементов (напр., Тй аг, Я, ХЬ, %, ТЛ Мо, В), получают рекристаллнэованный Г.
Исходную шихту нагревают в графитовых прессформах до т-ры, на 100 — 150'С превышающей т-ру плавления эвтектич. смеси карбида с углеродом, под даял. 40-50 МПа в течение песк, десятков минут. Пирографит получают пиролизом газообразных углеводородов с осаждением образовавшегося углерода из газовой фазы иа подложку из Г. Осадки имеют кристаллич. структуру раэл. степени совершенства-от турбостратной неупорядоченной (пироуглерод) до упорядоченной графитовой (пирографит). Првменеиие.
Г. используют в металлургии для изготовления плавильных тиглей и лодочек, труб, испарителей, кристаллнзаторов, футеровочных плит, чехлов для термопар, в кач-ве противопригарной «присыпки» и смазки литейных форм.Он также служит для изготовления электродов и нагревательных элементов электрич. печей, скользящих контактов для электрич. машин, анодов и сеток в ртутных выпрямителях, самосмазывающихся подшипников и колец электромашин (в виде смеси с А), Мй и РЪ под назв. «графаллойв), вкладышей для подшипников скольжения, втулок для поршневых штоков, уплотнительиых колец для насосов и компрессоров, как смазка для нагретых частей машин и установок.
Его используют в атомной технике в виде блоков, втулок, колец в реакторах, как замедлитель тепловых нейтронов и конструкц. материал (для этих целей применяют чистый Г. с содержанием примесей не более !О "У, по массе), в ракетной технике-для изготовления сопел ракетных двигателей, деталей внеш. и внутр. теплозащиты и др., в хим, машиностроении †д изготовления теплообмеиииков, трубопроводов, запорной арматуры, деталей центробежных насосов и др. для работы с активными средами. Г. используют также как иаполнитсль пластмасс (см.
Графитоиластн), компонент составов для изготовления стержней для карандашей, при получении алмазов. Пирографит наносится в виде покрытия на частицы ядерного топлива. См. также Углеграфитовые материалы. Наиб. кол-во прир. Г, добывают в СССР, ЧССР, Южной Корее, Мехсике, Австрии, ФРГ, лучшие сорта крупнокристаллич. Г.-па Цейлоне и Мадагаскаре. Произ-во Г.
сосредоточено в промышленно развитых странах (Великобритания, СССР, США, Франция, ФРГ, Япония) и достигает сотен тыс. тонн в год. Лии Веселевсхиа Н С., угояьиие н графитовые «онструкииоииые материалы. М., 1Збб, Шу хе по в С В., Физию у еграфнтоеых матер ьлаа М., !Згэ; щхрнсталлимванииа графит, м„шзэ; костикав в. И, Вьреиков А. и Вмьмотиемие металлически) щсила ав с угтщяиимн иаир альма М., (ЗВС в Л. Когаикю !!92 ГРАФИТА СОЕДИНЕНИЯ, саед. включения, образую- щиеся при внедрении атомов, ионов или молекул между углеродными слоями кристаллич.
решетки графита При этом используют в-ва, способные легко отдавать элек- троны (напр., шелочные металлы) или принимать их (напр« галогены, галогениды металлов). Образование Г.с. сопро- вождается разбуханием графита (вследствие раздвигания углеродных слоев) и существенным кзменением его элек- трич. св-в.
Саед. со шапочными металлами мо! гут иметь составы С«М, С,вМ, Сз«М, С, М, С М, С М. Металл в решетке находится в виде атома; при ега иони! О ) ыр )')» !, 'зации происходит перенос электронов в зону проводимости графита. Структура С«К предо»явлена на рисунке. У этого саед. атомы металла располасу 0 , '9 , 'гаются над центрами гексагон. колец зп нюши» )тлеродв В азад Св«М атомы металла расположены так же, но только между каждой парой слоев , (» ', графита Аналогично построены и др.
,'р !(» )(» ) )в)» ~ соединении В случае С «М один металлич. слой приходится на восемь углеродиык, В отличие от др, щелочных метал. О<»! 9)~» ~ лов, Ха образует саед. с большим кзбытком углерода; из прир. графита получены С, Ха, С Ха, С,вХа, из искусственно йолученйого-С«уз. зХа. По уменьшению деформирующего действия на решетку графита прк образовании слоистых саед, щелочиые крвс«в«в«в. звыа«в металлы располагаются в ряд; Сз, ВЬ, с,к «с«вы« «еуыав- К, Ха, 1.». Саед. с графитом образуют атомы У«в«Роза, свет- также др.
металлы — Вв. 8г, Уп, Сб н многие РЗЭ. В саед. с галогенами происходит перенос электронов из зоны проводимости графита к атомам галогена, в резуль- тате чего образуются положительно заряженные дырки. Наиб. известны бромсодержащие Г, св напр. С Вг. Синтези- рованы саед, с фтором состава Сро в«в-Сро евз, Сзр и С Г. Получены Г.с. с кислородсодержашими к-тами, напр. С;«Н8О„Н«БО (гидросульфат графита).
Н«БО внедряет- ся в решетку графкта в виде ионов НБО илй молекул. Из- вестны саед. с НР, напр. С,4НР, 2Н«гз. Весьма многочисленны саед. с галогенидами (иапр., с А!С!„реС1«, ЕгС1«, ()С1«, МоС1, Марв, Вгрз, 1С1), оксига- логсйидами (С«О«С)„С«О Р„!)О«О„ХеОР«), оксидами и сульфидами метайлов. )))х часто иаз. «молекулярными комплексами», т.к. они образуются прк внедрении галоге- нидов в решетку графита в виде молекул.
Из саед. с галоге- нидами металлов наиб. изучено саед. с ЕеС)з, в к-ром со- держание хлорида может достигать 56У„прк этом возможные для заполнения слои заняты только на 92 В случае А1С1, саед. имеет ф-лу С„+, !А!СЕ« + лА)С)з], где соотношение в:(л+ 1) составляет 1:9, 1: !8 или 1: 36. Сульфид или хлорид металла с переменной валентиостью цри внедрении в графит приобретает более высокую сте- пень окисления.
Свойства. Саед. с небольшим содержанием внедрившего- ся в-ва имеют черный цвет и по внеш. виду мало отли- чаются от исходного графита. По мере увеличения содер- жания их цвет меняется сначала на синс-голубой, затем на желта-оранжевый. Наиб. интересное св-во Г.с.-высокая электрич. проводи- мость, приближающаяся к проводимости Сц или Ай, а в ряде случаев даже превышающая ее в 2 — 5 раз. Макс. про- водимое»ь характерна для саед. с акцепторами электронов, напр, с 1С1.
Так, электрич, проводимость вдоль оси а: для С, з!С1,,„09 !О ' Ом ' м '; лля С,«1!С!в 1 2,8 !О Ом '.м '; для Сзз «1С1,, 1,3 1О Ом м . Эти зна- !!93 »З Хвывч. зва, в. 1 ГРАФИ ТОПЛАСТЫ б09 чения в 70 раз превышают электрич. проводимость искодного пкролитич, графита и близки к проводимости Ац С понижением т-ры злектрич.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
