Разработка специальных графитов для синтеза алмазов и непрерывного литья металлов

Разработка специальных графитов для синтеза алмазов и непрерывного литья металлов

Автор: Бубненков, Игорь Анатольевич

Шифр специальности: 05.16.06

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2005

Место защиты: Москва

Количество страниц: 503 с. ил.

Артикул: 2853432

Автор: Бубненков, Игорь Анатольевич

Стоимость: 250 руб.

Разработка специальных графитов для синтеза алмазов и непрерывного литья металлов  Разработка специальных графитов для синтеза алмазов и непрерывного литья металлов 

ВВЕДЕНИЕ
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1 Теоретические основы процесса смачивания
1.2 Теоретические основы процесса растекания. Закономерности процесса растекания в присутствии углерода
1.3 Растворимость углерода в переходных металлах. Влияние концентрации углерода в никеле на процесс смачивания графита
1.4 Теоретические основы капиллярной пропитки углеродных материалов
1.5 Процесс взаимодействия углеродных материалов с расплавом никеля
1.5.1 Атомарное растворение и диспергирование основные механизмы, определяющие процесс взаимодействия
1.5.2 Влияние различных факторов на процесс взаимодействия
1.6 Структура пироуглерода, пирографита и квазимонокристалла графита
1.7 Структурные модели искусственного графита кристалл итиая и многоуровневая
1.8 Структурные модели стеклоуглерода
1.9 Каталитическая графитация
1. Механизм жидкофазной графитации
1. Влияние неупорядоченных форм углерода на диаграмму состояния никель углерод и графит алмаз
1. Предкристаллизационный период процесса графитации .углеродных материалов
1. Связь процессов адгезионного взаимодействия на границе графит алмаз катализатор с алмазообразованием
1. Существующие гипотезы механизма каталитического превращения графиталмаз
Алмазообразование по механизму только атомарного растворения углерода в металле катализаторе первая гипотеза
Металлкатализатор как растворитель и катализатор 2я гипотеза
Влияние природы исходного углеродсодержащего вещества на синтез алмаза
Влияние температуры обработки, плотности, степени очистки углеродных материалов на синтез алмазных порошков
Предпочтительная ориентация граней алмаза и графита при прямом и каталитическом переходе графит алмаз
Механизм синтеза алмазов в присутствии катализаторов, выполняющих роль активаторов прямого перехода графит алмаз третья гипотеза
1. Некоторые аспекты зародышеобразования алмаза
1. Возможные механизмы образования зародыша алмазной фазы из кристаллита графита
1. Постановка задачи и выбор объектов исследования
2 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПЕРЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ СТЕКЛОУГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ С НИКЕЛЕМ ТВЕРДОФАЗНАЯ И ЖИДКОФАЗНАЯ ГРАФИТАЦИЯ
2.1 Влияние концентрации углерода и уровня напряжений в углеродных материалах на процесс жидкофазной графитации
2.2 Методика проведения исследований в условиях высоких давлений и температур
2.2.1 Подготовка материалов к исследованиям
2.2.2 Схема установки, калибровка камеры АВД и измерение температуры
2.2.3 Методика отбора проб для рентгеиоструктурного анализа
2.3 Твердофазная графитация в Р Тусловиях
2.4 Жидкофазная графитация в Р Т условиях
3 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПРОЦЕССА ЖИДКОФАЗНОЙ ГРАФИТАЦИИ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЗИРОВАННОГО ГРАФИТА
3.1 Взаимодействие различных полимерных материалов с расплавом ШМп
3.2 Дифференциальнотермический анализ процесса жидкофазной графитации новолачной фенолформальдегидной смолы с i
3.3 Исследование влияния предварительной температуры карбонизации новолачной фенолформальдегидной смолы на процесс жидкофазной графитации в присутствии i
3.4 Исследование процесса испарения катализатора при жидкофазной графитации новолачной фенолформальдегидной смолы в присутствии i
3.5 Металлографическое исследование процесса жидкофазной графитации новолачной фенолформальдегидной смолы в объеме углеродной матрицы в присутствии i
3.6 Металлографический, электронномикроскопический и
рентгеноструктурный анализ металлических включений
3.7 Исследование процесса жидкофазной графитации углеродных материалов с различной надкристаллитной структурой и степенью графитации методом объемного взаимодействия с расплавом i
3.8 Влияние концентрации углерода на синтез алмаза
3.9 Физикохимические основы технологии получения металлизированного графита для синтеза алмазных порошков
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯРАЗЛИЧНЫХ УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ С РАСПЛАВОМ НИКЕЛЯ
4.1 Исследование процесса смачивания модельных углеродных материалов с различной надкристаллитной структурой
4.2 Влияние надкристаллитной структуры и степени совершенства углеродных материалов на процесс взаимодействия с расплавом никеля
4.3 Влияние пористой структуры искусственных графитов и ряда превалирующих факторов на процесс взаимодействия с расплавом никеля
4.4 Влияние концентрации углерода на процесс взаимодействия с расплавом никеля
4.5 Исследование кинетики процесса взаимодействия стеклоуглеродных материалов с различной температурой обработки с расплавом никеля
4.6 Влияние типа науглероживающего компонента на процесс взаимодействия с расплавом никеля
4.7 Физикохимические основы технологии получения специальных графитов для кристаллизаторов
5 ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ С РАСПЛАВОМ НИКЕЛЯ И ИХ СВЯЗЬ С ПРОЦЕССОМ АЛМАЗООБРАЗОВАНИЯ
5.1 Последовательность физикохимических превращений в процессе алмазообразования
5.2 Обобщенное уравнений кинетики массовой кристаллизации, кинетика процесса синтеза алмазов из различных углеродных материалов
5.3 Экспериментальное подтверждение коллоидной гипотезы алмазообразования
5.4 Влияние различных факторов на синтез алмазов .
5.4.1 Влияние надкристаллитной структуры углеродных материалов на синтез искусственных алмазов
5.4.2 Влияние плотности углеродных материалов на синтез алмазных порошков
5.4.3 Исследование структуры термообработанных коксов
5.4.4 Влияние микротекстурного параметра, степени графитации, высоты кристаллитов на синтез алмазных порошков
5.4.5 Содержание зольных примесей в графитах и получаемых алмазах
5.5 Комплекс характеристик графитов, определяющих оптимальный синтез алмазных порошков
6 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ ГРАФИТОВ ДЛЯ КРИСТАЛЛИЗАТОРОВ УСТАНОВОК ГОРИЗОНТАЛЬНОГО НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ
6.1 Основные требования, предъявляемые к кристаллизаторам УНГЛ
6.2 Механизм разрушения кристаллизаторов
6.3 Разработка технологии получения поверхностноуплотненных кристаллизаторов на основе графита МГ 1
6.4 Разработка технологии получения графитовой основы с измененным грансоставом уменьшенным размером зерна для кристаллизаторов
6.5 Исследование процесса обжига мелкозернистых углеродных материалов методом подобия
6.6 Испытания кристаллизаторов
6.7 Разработка метода прогнозирования стойкости кристаллизаторов 3 7 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЗИРОВАННОГО
ГРАФИТА
7.1 Технологическая схема получения металлизированного графита АЛГМ
7.2 Определение оптимальных технологических параметров получения
металлизированного графита АЛГМ 1
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАН1 П1Х ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ АВД аппаратура высокого давления ВТПГ высокотемпературный пирографит Г графитация
ДТА дифференциально термический анализ ДТГ дифференциальнотермическая гравиметрия ЖФГ жидкофазная графитация
КРФС кокс резольной фенолформальдегидной смолы
Кокс ФФС кокс фенолформальдегидной смолы в данной работе под термином кокс ФФС подразумевается кокс резольной фенолформальдегидной смолы
Н.К.О. надкристаллитная организация
Н.К.С. надкристаллитная структура сотового характера
НФФС новолачная фенолформальдегидная смола О обжиг
О.К.Р. область когерентного рассеяния
Г пропитка ст пеком
ФС фурфуриловый спирт
ФФС фенолформальдегидная смола
ПГ пирографит
ПУ пироуглерод
РСА рентгеиоструктурный анализ
СУ стеююуглерод
ТГА термографический анализ
ТМО термомеханическая обработка
УНГЛ установка непрерывного горизонтального литья
УМ углеродные материалы
Ч.Ц.К. число центров кристаллизации
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Границы блоков, места изгиба слоев конуса роста, межслоевая пористость могут оказывать значительное влияние на процесс проникновения расплава внутрь пирографита и последующее диспергирование макрочастиц. Нагревание пироуглерода до температур, превышающих таковую при осаждении, приводит к росту конусов, которые исчезают при температурах выше С, падению межслоевого расстояния, увеличению истинной плотности и фактора структурной анизотропии . Пирографит, полученный при температуре С и в дальнейшем термообработанный до более высоких температур без приложения внешнего давления будем называть высокотемпературным пирографитом ВТПГ. Рисунок 1. Структура пирографита после травления
Пирографит имеет турбостратную структуру графеновые слои параллельны, но отсутствует трехмерная упорядоченность, межслоевое расстояние М2 равно 0,3 нм . Нагрев полученного при С ПУ изменяет его рентгеиоструктурные показатели, истинную плотность и механические свойства. Температурная зависимость межслоевого расстояния и степени графитации у ПУ имеет существенные отличия от стандартных кривых для графитации хорошо графитирующегося пекового кокса. В первой стадии нагрева до С ПУ остается турбостратпым, а после С наблюдается резкое увеличение показателя степени графитации и текстуры. Предполагают, что на этой стадии перестройка структуры носит гетерогенный характер . Значения показателей графитации пекового кокса для ПУ не достигаются. В результате термообработки изменяется морфология ПУ. При температуре С появляются плоские кристаллиты. По данным микродифракционных исследований, они имеют различную степень трехмерного упорядочения, что подтверждает гетерогенный характер графитации ПУ. Согласно , структурная перестройка ПУ проходит три стадии с изменением с0о2 с 0,3 до 0,7 нм 1я стадия, с 0,7 до 0,6 2я стадия и при нагреве выше С с 0,6 до 0,4 нм 3я стадия. Приведенные величины очень схожи с величинами межслоевых расстояний, полученных теоретически и найденных экспериментально . Нагорным В. Г. показано, что в искусственных графитах могут существовать четыре типа структур 7о, С, , б Расчеты, проведенные на ЭВМ показали, что межслоевые расстояния, соответствующие различным трансляционным сдвигам при получении этих структур соответственно равны Зсо 0. С2 0. Сз 0,4 нм. Соответствующие трансляционные сдвиги равны а0 0 нм, а 0. Важно отметить, что структура 7 не является графитовой, атомы каждого второго слоя не находятся под центрами шестиугольников, образованных атомами углерода первого слоя. Термомеханическая обработка ТМО пирографита в диапазоне температур С с приложением давления МПа приводит к его рекристаллизации. Значения прилагаемого давления определяются структурой исходного ПУ. Результаты ТМО зависят от его микроструктуры. Ыаилучшие результаты после ТМО достигаются при использовании ламилярного ПУ. Пирографит, термообработанный при высоких температурах и давлении в дальнейшем будем называть квазимонокристалл. Андреас К. Манкхольм А. Бреннан С. В результате ТМО дисперсия мозаичных фрагментов, из которых состоит ПУ, снижается с до значений менее 0,2 1 . Дисперсия мозаики, определяющая поворот групп слоев в кристаллитах, оценивается на половине максимума интенсивности рентгеновского отражения 2. После ТМО с1оо2 равняется 0, нм, а предпочтительная ориентация в плоскости 1 приближается к значениям, соответствующим монокристаллам. Структура исходного ПУ влияет на его свойства после ТМО. Во всех случаях ТМО приводит к уменьшению размеров и частичному исчезновению конусов роста в ПУ. Исследования структурных параметров и физических свойств ПУ после ТМО показали его высокую анизотропию, близкую к идеальному графиту . При комнатной температуре отношение электрического сопротивления вдоль осей с и а равно , а теплопроводности 0. Средние значения размеров кристаллитов от 1 до мкм и Ьс 0,1 мкм. Несмотря на приближение квазимонокристалла по электрическому сопротивлению и теплопроводности к идеальному кристаллу графита, наличие мозаичной блочной структуры будет способствовать эффективному диспергированию в расплаве крупных структурных фрагментов.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.217, запросов: 232