ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Физические свойства графита из "Действие облучения на графит ядерных реакторов " Рассмотрим зависимости основных физических свойств углеродных материалов, получаемых по электродной технологии, от структурных характеристик. Пористость и анизотропию учтем в соответствии с методом, изложенным выше. Такое рассмотрение вполне допустимо, чтобы получить общие закономерности изменения свойств анизотропных углеродных материалов. [c.38] Связь между электросопротивлением и структурным параметром — диаметром областей когерентного рассеяния — дает возможность по электросопротивлению, которое легко измерить, оценить совершенство кристаллической структуры графита. [c.39] Сопоставление результатов рентгенографических измерений анизотропии и измерений анизотропии электросопротивления проведено на образцах различных марок конструкционного графита, в том числе пирографита [62, с. 96] (табл. 1.13). Как видно из полученных данных, экспериментально определенная анизотропия превосходит рассчитанную по рентгеновскому показателю текстуры и тем значительнее, чем анизотропнее материал (рис. 1.9). Причиной этого следует считать возникшие при охлаждении графита после графитации трещины Мрозов-ского, вклад которых не был учтен при рассмотрении анизотропии свойств. [c.40] Показатель степени п, вероятно, связан с распределением микро-пор и других дефектов. Кривая на рис. 1.9 построена по данным, полученным при исследовании материалов без уплотняющих пропиток. [c.41] Влияние температуры обработки (или, в конечном счете, совершенства кристаллической структуры) исследовано на полуфабрикате английского реакторного графита PGA и отформованном на коксе Кендалл материале [210, р. 155]. Оказалось, что между коэффициентом теплопроводности и диаметром кристаллитов существует зависимость, близкая к линейной. Связь кристаллической структуры с коэффициентом теплопроводности была также проанализирована на отечественных графитовых материалах промышленных и опытных. Последние были отформованы по технологии графита марки ГМЗ, а наполнителем в них служили различные коксы. Совершенство кристаллической структуры опытных материалов изменяли, варьируя температуру обработки. [c.42] Исправленный на, текстуру коэффициент теплопроводности, приведенный к нулевой пористости по формуле (1.3), сопоставлен с измеренным рентгеновским методом диаметром областей когерентного рассеяния (рис. 1.10). Полученная прямая пронорциональность свидетельствует о том, что в рассмотренных материалах средняя длина свободного пробега фононов определяется диаметром области когерентного рассеяния. Обработка приведенных в зарубежных работах данных дает в первом приближении аналогичную зависимость. [c.42] Теплопроводность отечественных мелкозернистых материа-vUOB (типа МПГ) на основе непрокалепного нефтяного кокса-наполнителя ниже, чем у аналогичных материалов с крупнозернистым наполнителем (марки КПГ), хотя в обоих случаях степень совершенства кристаллической структуры одинакова. [c.43] Оценка, сделанная на основании имеющихся в литературе данных [59, с. 45 151 221, v 2, р. 543], позволяет заключить, что повышение температуры графита от 200 до 800° С снижает коэффициент теплопроводности в 1,5—2,0 раза (табл. 1.14). [c.44] Уравнение (1.19) дает возможность оценить коэффициент теплопроводности графитовых материалов по электросопротивлению, которое легко измерить. Для неграфитированных материалов связь между указанными характеристиками отсут- SO ствует (рис. 1.11). [c.45] Окисление. В блоках кладки уран-графитовых реакторов графит работает в течение всего времени службы без замены. Отсюда следует требование минимального взаимодействия его с окружающей средой и прежде всего с кислородом. Последний может попадать в (Кладку различными путями в виде примесей. [c.46] Для плотных материалов на основе непрокаленного кокса (крупнозернистого—КПГ и мелкозернистого — МПГ) скорость окисления материала МПГ оказалась выше. [c.47] Высокая скорость окисления используемых при получении графита нефтяного и некового коксов после обжига при 1300° С резко снижается с увеличением температуры их обработки. Выше 2300° С, т. е. после графитации, она ниже у составляющих графит компонентов, чем у составленной из них композиции, т. е. у графита (табл. 1.15). [c.47] ускоряющих реакцию. Так, на пробах, отобранных из одной заготовки графита марки ГМЗ, получено значение скорости окисления при 600° С (1,6- -6,7) 1Q- г/(г-с). Среднее значение составило 4-10- г/(г-с). [c.48] Скорость окисления чувствительна к различным, одновременно действующим факторам. Термомеханическая обра.ботка графита марки ГМЗ при 2800° С с различной деформацией, увеличивая совершенство кристаллической структуры и плотность, приводит к более высокой скорости окисления. Этот факт можно объяснить тем, что снижение объема пор не всегда сопровождается уменьшением их поверхности — она может даже увеличиться. Поры сжимаются, причем могут образовываться микротрещины. Измерение удельной поверхности пор методом малоуглового рассеяния рентгеновских лучей подтверждает сказанное. Замена в рецепте графита марки ГМЗ части кокса КНПС высокодисперсной сажен, хотя и ухудшает совершенство кристаллической структуры, уменьшает скорость окисления почти в 10 раз за счет перераспределения пор [59, с. 80]. [c.48] Если на основании литературных и опытных данных, 1271 принять значение Ео для реакции с углекислым газом 90 ккал/моль, а для реакции с кислородом 50 ккал/моль, то экспериментальные точки для всех исследованных образцов и обеих реакций окисления удовлетворительно ложатся на одну прямую в координатах (Ео—Еаф)—1п(1ап1Ьа) (рис. 1.14). [c.50] Изменение пористой структуры при окислении, сопровождающееся ростом объема и удельной поверхности пор, обусловливает изменение плотности и других физических свойств газопроницаемости, электро- и теплопроводности, прочности и т. д. [169]. [c.50] Электросопротивление графита при окислении растет. Наблюдаемый эффект больше у менее плотных материалов. [c.52] Прочностные свойства. Прочность является основной характеристикой конструкционного графита. Определение прочности сопровождается разрушением образца или изделия, что во многих случаях нежелательно (например, при изучении изменения свойств во времени). Поэтому особого внимания заслуживают 1Методы определения прочностных свойств, исключающие разрушение образцов. [c.52] Разработанные в настоящее время неразрушающие методы контроля прочности [58, с. 194, 198] основываются на измерении затухания ультразвуковых колебаний в образцах. Последние связывают корреляционными зависимостями с прочностными свойствами, определяемыми при разрушении образцов,— пределом прочности при сжатии и др. В литературе приведены корреляционные зависимости между отдельными прочностными свойствами [143 128]. Однако при измерениях указанными неразрушающими методами необходимо иметь цилиндрические или призматические образцы с отношением длины к диаметру не менее 5. В том случае, когда нельзя изготовить такие образцы и, следовательно, ультразвуковые методы неприме шмы, оценить прочность можно путем измерения твердости и мпк-ротвердости. [c.52] Вернуться к основной статье