Низкотемпературная рекристаллизация высокосернистых углеродных материалов

• Автор: Саунина, Светлана Ивановна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 137 с.

СОДЕРЖАНИЕ.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Проблема Кюри
1.2. Кинетика кристаллообразования в углеродных материалах
1.3. Влияние входящей в структуру примеси серы на процесс перехода углерода в графит
1.4. Закономерности перехода аморфное-кристаллическое состояние
в условиях вакуума
1.5. Влияние минеральных добавок на кристаллообразование
в углеродных материалах
1.6. Механизм кристаллообразования в высоко- и низкометаморфизованных
углеродных материалах
1.7. Постановка задачи исследования
П. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объекты исследования
2.2. Методика электронно-микроскопических исследований углеродных материалов
2.3. Количественный анализ содержания серы в углеродных материалах
2.3.1. Рентгеноспектральний микроанализ
2.3.2. Химический анализ
2.4. Методы рентгеноструктурного анализа
2.4.1. Рентгенофазовый анализ
2.4.2. Методика разделения асимметричной дифракционной линии
на два симметричных дифракционных максимума
2.4.3. Определение параметров тонкой структуры углеродных материалов методом четвертого момента

Ш. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Структурные преобразования в углеродных материалах в
процессе термообработки при атмосферном давлении
3.1.1. Формирование кристаллов графита в малосернистых углеродных материалах
3.1.2. Формирование кристаллов графита в высокосернистых углеродных материалах
3.2. Особенности перехода содержащего серу углерода в графит в процессе термообработки в вакууме
3.3. Влияние добавок железа на переход содержащего серу углеродного материала в графит
3.4. Влияние добавки хрома на переход содержащего серу углеродного материала в графит
3.5. Кристаллообразование в высоко- и низкометаморфизованном углеродных материалах
3.6. Удаления серы из нефтяных коксов при высоких
температурах
1У. ОБСУЖДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Основные экспериментальные результаты
4.2. Фазовые превращения и формирование крупных кристаллов графита в высокосернистых углеродных материалах
4.3. Механизм влияния добавок Ее и Сг на процесс
структурных преобразований в высокосернистом углеродном материале 110 ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫ ВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

Список принятых в работе сокращений
ОКР - области когерентного рассеяния УГМ - углеродные материалы ЭМ - электронная микроскопия РСА - рентгеноструктурный анализ УДС - ультрадисперсная система ТО - термообработка

«жидкофазной» графитацией. Процесс «жидкофазной» графитации несовершенных форм углерода протекает по двум одновременно протекающим механизмам: опережающей диффузии из расплава атомов металла по границам турбостратных кристаллитов и перекристаллизации через расплав. В частности, при «жидкофазной» графитации кокса перекристаллизации через расплав подвергаются структурные элементы, имеющие дефектность кристаллической структуры. Основная же масса, кокса уже имеющая двухмерную упорядоченность (турбостратная структура), совершенствуется за счет опережающей диффузии атомов металла по границам кристаллов.
Хорошо известным катализатором процесса графитации является также
хром.
Мошида, Марш и др. в [136,137] исследовали процесс каталитической графитации нефтяного кокса с добавками хрома и его оксидов в температурном интервале 1300-2500°С. Установлено, что увеличение концентрации добавки стимулирует процесс низкотемпературной графитации. Так при введении ~ 5 масс. % Сг203 в углеродный материал термообработанный при 1300°С, значения величин Ьс и ф)02 составляют 4,9 и 0,347 нм соответственно. А при увеличении концентрации Сг2Оз до 30 масс. % значения Ьс (002) и боог возрастают до ~ 23 нм и 0,3365 нм соответственно. Показано, что степень графитации также зависит и от того, в каком виде вводятся добавки хрома: в виде Сг или в составе соединений хрома (Сг203, Сг3С2). Сравнительные исследования различий каталитической активности между Сг и его соединениями показали, что добавки СгзС2 (карбид хрома) и Сг2Оз (-20 масс. %) имеют высокую каталитическую активность уже при температуре 1250°С по сравнению с введением Сг (в количестве -20 масс. %). Увеличение температуры отжига до 2500°С приводит к росту размеров ОКР вдоль оси «с» и уменьшению межплоскостного расстояния Фю2. В присутствии Сг значения величин составили: Ьс -32 нм, фш ~ 0,3375 нм, а при добавке Сг3С2 и Сг2Оз Ьс и фог