Структура графита - Реферат

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский национальный исследовательский технический университетГрафит (от др. греч. ????? - пишу) - минерал из класса самородных элементов, одна из аллотропных модификаций углерода. Слои кристаллической решетки могут по-разному располагаться относительно друг друга, образуя целый ряд политипов, с симметрией от гексагональной сингонии (дигексагонально-дипирамидальный), до тригональной (дитригонально-скаленоэдрический).В отличие от алмаза обладает низкой твердостью (1 по шкале Мооса). После воздействия высоких температур становится немного тверже, и становится очень хрупким. Теплопроводность графита от 278,4 до 2435 Вт/(м*К), зависит от марки графита, от направления относительно базисных плоскостей и от температуры. Коэффициент теплового расширения графита до 700 К отрицателен в направлении базисных плоскостей (графит сжимается при нагревании), его абсолютное значение с повышением температуры уменьшается. В направлении, перпендикулярном базисным плоскостям, коэффициент теплового расширения положителен, практически не зависит от температуры и более чем в 20 раз выше среднего абсолютного значения для базисных плоскостей.Со многими веществами (щелочными металлами, солями) образует соединения включения. Реагирует при высокой температуре с кислородом, сгорая до углекислого газа. Фторированием в контролируемых условиях можно получить (CF)x.Графит весьма инертен при нормальных условиях.Различают две модификации графита: ?-графит (гексагональный P63/mmc) и ?-графит (ромбоэдрический R(-3)m). У ?-графита половина атомов каждого слоя располагается над и под центрами шестиугольника (укладка …АВАВАВА…), а у ?-графита каждый четвертый слой повторяет первый.Исходное сырье для получения графита-нефтяной или металлургический кокс, антрацит и пек (остаток от перегонки каменноугольного, торфяного, древесного дегтя, а также нефтяной смолы. Отдельные частицы исходных углеродных материалов в результате карбонизации при обжиге связываются в монолитное твердое, которое затем подвергают графитации (кристаллизации). По одному из методов кокс или антрацит измельчают и смешивают с пеком в определенных соотношениях, прессуют при давл. до 250 МПА, а затем подвергают обжигу при 1200°С и графитации при нагреве до 2600-3000 °С. Для уменьшения пористости полученный графит пропитывают синтетической смолой или жидким пеком, после чего снова подвергают обжигу и графитации.Метаморфический графит присутствует в кристаллических сланцах, мраморах, в гнейсах. Он возникает за счет органических остатков в осадочных породах и за счет разложения карбонатов.Скопления графита, имеющие промышленное значение, известны в гнейсах Криворожского, Мариупольского, Шахтамирибугского районов в Украине. В России подобные месторождения разрабатывают на Урале, в Шахтаминском районе Читинской области. В России встречается в гранитах и гранитных пегматитах в Ильменский горах (Челябинская обл.), в щелочных породах в Хибинах (Мурманская обл.), добывается на Ботогольском месторождении (Бурятия).Графит используют в металлургии для изготовления плавильных тиглей и лодочек, труб, испарителей, кристаллизаторов, футеровочных плит, чехлов для термопар, в качестве противопригарной "присыпки" и смазки литейных форм. Его используют в атомной технике в виде блоков, втулок, колец в реакторах, как замедлитель тепловых нейтронов и конструкционный материал (для этих целей применяют чистый графит с содержанием примесей не более 10-2% по массе), в ракетной технике - для изготовления сопел ракетных двигателей, деталей внеш. и внутр. теплозащиты и др., в хим. машиностроении - для изготовления теплообменников, трубопроводов, запорной арматуры, деталей центробежных насосов и др. для работы с активными средами.

Содержание

Введение

1. Физические свойства

2. Химические свойства

3. Структура

4. Получение

5. Происхождение

6. Месторождения / проявления

7. Применение

8. Марки графита

Список используемых источников