Углерод Кристаллическая структура

В железоуглеродистых сплавах в свободном виде углерод находится в форме графита. Кристаллическая структура графита слоистая (рис. 161). [c.203]

В зависимости от кристаллической структуры один и тот же элемент может быть либо металлом, либо полупроводником, либо диэлектриком. Например, известно, что белое олово—металл, а серое—полупроводник, углерод в виде алмаза—диэлектрик, а в виде графита он проявляет металлические свойства. [c.84]

Эластомерами и пластиками являются главным образом органические материалы, состоящие из атомов углерода и водорода, связанных ковалентными связями, которые легко разрушаются при поглощении энергии излучения. В этом отношении они отличаются от металлов и керамических материалов, которые характеризуются кристаллической структурой, обычно не содержат ковалентных связей и в меньшей степени изменяют свои свойства под действием облучения. Следовательно, радиационная стойкость эластомеров и пластиков ниже, чем у металлов и керамических материалов. Все виды излучений вызывают в полимерах химические изменения, в результате которых разрушаются имеющиеся и образуются новые связи. Поэтому большинство радиационных эффектов в этих материалах необратимо пне может быть устранено обработкой после облучения. [c.49]

Как показано выше, к основным факторам, определяющим тонкую кристаллическую структуру, относятся количество углерода в твердом растворе (или тетрагональность мартенсита), количество мартенсита (или остаточного аусте-нита), дисперсность блоков когерентного рассеяния и величина микронапряжений. [c.181]

Рассмотрены результаты исследования влияния термической обработки на магнитные свойства и кристаллическую структуру углеродистых и легированных конструкционных сталей при содержании углерода более 0,3°/о. Проведен анализ возможности контроля механи- [c.3]

Фиг. 35. Кристаллическая структура карбида Л/С д —с дефицитом углерода б—полная решётка

В этом случае на процесс окисления оказывает влияние кристаллическая структура углерода — графита, для которого характерно, как известно, значительное различие механических свойств кристалла во взаимно перпендикулярных направлениях. Явления адсорбции, играющие большую роль в развитии процессов взаимодействия углерода с окислителями, должны также существенно зависеть от структуры графита, имеющей слоистый характер, и, стало быть, от расположения кристаллов графита в углеродистой частице. [c.155]

На рис. 6-5 представлена р. Г-диаграмма углерода. Как известно, твердый углерод имеет две кристаллические модификации — графит и алмаз, резко отличающиеся по своим физическим свойствам. Из рис. 6-5 видно, что при обычных условиях (атмосферное давление) устойчивой модификацией является графит алмаз же при обычных условиях находится в метастабильном состоянии и сравнительно легко превращается в графит при высоких температурах, при обычных же температурах процесс превращения алмаза в графит идет с совершенно ничтожной скоростью, так что практически алмаз сохраняет свою кристаллическую структуру сколь угодно долго. [c.164]

Структура слитка кипящей стали в продольном направлении представлена на рис. 109. При соприкосновении стали со стенками изложницы образуется тонкая плотная корочка без пузырей 1. Образующиеся при этом пузыри СО быстро удаляются в жидкий металл, толщина корочки 3—40 мм. Далее располагается зона сотовых пузырей 2, образующаяся в условиях роста дендритных кристаллов стали, главные оси которых направлены перпендикулярно к стенкам изложницы. Выделяющиеся при кипении стали пузыри СО растут между осями дендритов. Часть их успевает всплыть, а те, которые зародились тогда, когда уже в жидкой стали проросли дендриты, остаются зажатыми между осями дендритов, приобретая вытянутую форму от поверхности слитка к центру. Зона сотовых пузырей имеет высоту до 2/3 высоты слитка. В верхней части слитка сотовых пузырей нет, так как здесь газы успевают выделиться из металла. Кипение стали в изложнице искусственно прерывают, накрывая изложницу массивной крышкой или добавляя в головную часть раскисли-тели, которые подавляют кипение и облегчают быстрое образование слоя твердого металла. Верх слитка замораживается , давление внутри слитка возрастает и выделение пузырей СО прекращается, образуется зона плотного металла 3. Жидкий металл насыщается углеродом и кислородом, и, несмотря на более трудные условия, начинается выделение вторичных пузырей СО. Поскольку эти пузыри не могут подниматься вверх, они приобретают округлую сферическую форму 4. Такие же пузыри возникают и в центральной части слитка 5. В верхней части слитка вследствие повышенной загрязненности металла и всплывания пузырей образуется зона их скопления — головная рыхлость 6. Усадочная раковина в слитке кипящей стали не образуется. Ее объем распределяется по многочисленным газовым пузырям. В слитках кипящей стали благодаря перемешиванию металла поднимающимися пузырями СО не образуются крупные столбчатые кристаллы, поэтому кристаллическая структура таких слитков более однородная. Важным фактором получения качественного проката из кипящей стали является толщина корочки. При прокате корочка не должна разрываться и сотовые пузыри не должны открываться наружу, так как при этом окисляется их внутренняя поверхность. Окисленные поверхности пузырей не свариваются при прокатке и эту часть металла бракуют. Для увеличения толщины корочки сталь дополнительно окисляют либо перед разливкой, либо во время разливки, добавляя в изложницу материалы, насыщающие сталь кислородом. При этом начальная стадия кипения получается более бурной — корочка становится более толстой. [c.226]

В связи с влиянием хрома и углерода на структуру кристаллической решетки хромистых сталей при комнатной температуре различают мар-тенситные, мартенситно-ферритные и ферритные. Влияние хрома на положение критических точек фазовых превращений для наиболее распространенных составов высокохромистых сталей показано на рис. 8.2. [c.326]

Рис. 4.2. Кристаллическая структура графита. Слои плотно упакованных атомов углерода разделены большими расстояниями

В работах [105, 192—195] показано, что в процессе гомогенизирующего отжига закаленной стали атомы углерода диффундируют к закалочным дефектам кристаллической структуры стали, декорируют их и облегчают тем самым их проявление и наблюдение. [c.117]

Рентгеноструктурные исследования показывают, что кристаллическая структура алмаза и графита весьма различна. В алмазе каждый атом углерода расположен в центре тетраэдра, четыре вершины которого образованы соседними атомами углерода. Связи между атомами алмаза очень крепки, чем и объясняется его большая твердость. В графите атомы углерода расположены в вершинах шестиугольников, образующих параллельные плоскости, связь между которыми довольно слабая. Графит очень мягок и кристаллизуется в виде маленьких пластинок, легко скользящих друг относительно друга, или в виде массы с не вполне ясной структурой. [c.239]

Основой всех разновидностей углеграфитовых футеровочных материалов является углерод. Кроме углерода они содержат минеральные примеси (золу) и серу. Свойства углеграфитовых футеровочных материалов определяются их химическим составом, пористостью н кристаллической структурой [218, 222]. [c.202]

Изотактический полистирол получают полимеризацией стирола в присутствии металлоорганических соединений и хлоридов металлов. В результате полимеризации образуется полимер кристаллической структуры, у которого все бензольные кольца СбН расположены с одной стороны главной цепи, состоящей из атомов углерода [c.242]

Полученный по этому способу материал принадлежит к изо-тактическим полимерам, т. е, имеет упорядоченную структуру атомов углерода. Таким образом, данный полимер отличается преобладанием кристаллической структуры и отсутствием разветвлений от основного скелета макромолекулы. [c.64]

Кристаллическую структуру аустсннта можно себе представить как г. ц. к. решетку, состоящую из атомов железа, в которую внедрены меньшего размера атомы углерода. Если бы все свободные места (поры) в г. ц. к. решетке были заняты углеродом, то это состояние характеризовала бы схема, изображенная на рис. 132,а. Но так как атом углерода больше размеров ио- [c.163]

Для кристаллической структуры мартенсита характерна тетрагональность, т. е. то, что соотношение осей ja в решетке мартенсита больше 1 (рис. 201). Тетрагональность мартенсита — [трямое следствие содержания в растворе углерода. [c.259]

Поскольку рассеяние тепловых нейтронов вообще не зависит явно от атомного номера исследуемого вещества, то с помощью дифракции нейтронов легко выявляется различие атомов с близкими. Z (например, при исследовании упорядочения атомов Fe и Со в системе Fe — Со), что трудно сделать рентгенографически и электронографически. При использовании дифракции нейтронов возможно изучение изотопических (часто рассеивающие способности изотопов одного и того же элемента значительно различаются) и спиновых различий атомов, входящих в решетку, причем такие различия не замечают ни рентгеновские лучи, ни электроны. В то же время при дифракции нейтронов могут оказаться неразличимыми (имеющими приблизительно равную амплитуду рассеяния) совершенно разные атомы. Так как легкие вещества рассеивают нейтроны также эффективно, как и тяжелые, то с помощью нейтронографии успешно проводят изучение кристаллической структуры веществ, в состав которых входят одновременно атомы легких и тяжелых элементов (атомы водорода в гидриде циркония, углерода в аустените), а также структур из легких элементов (льда, гидрида натрия, дейтерита натрия, графита). Такие структуры нельзя исследовать с помощью рентгеновских лучей и затруднительно с помощью электронов нз-за незначительного рассеяния их легкими элементами. [c.37]

Каждому материалу присуща своя структура кристаллической решетки, которая не является чем-то неизменным для данного вещества. Некоторым веществам свойственны несколько устойчивых кристаллических структур, соответствующих различным температурам и давлениям. Такое явление носит название полиморфизма или модификаций. Например, углерод имеет две устойчивые модификации алмаз и графит. Элементарныг ячейки кристалла алмаза [c.129]

Сплав железа с кремнием (0,5-ь 5%) называют электротехнической сталью. В стали могут присутствовать примеси углерода и серы при их содержании свыше 0,01% заметно увеличиваются магнитные потери / ю/бо- Легирование кремнием имеет важное значение. При введении кремния происходит раскисление стали, а углерод переводится из ухудшающего магнитные свойства соединения цементита Feg в графит, выпадающий в виде мелких включений. При наличии кремния снижаются магнитострикция и анизотропия, а строение стали приобретает крупнозернистую структуру. Слегка искажая кристаллическую структуру, кремний вызывает повышение удельного сопротивления р до примерно 60-10 ом-см. Вместе с тем [c.233]

Однородность сплава Fe—Со—2 V в большой степени определяется его чистотой. Примеси ухудшают магнитные свойства сплава, нарушают кристаллическую структуру, вызывая неоднородность намагниченности. Показателем степени чистоты является коэрцитивная сила. Гоулд и Веннн [3S] получили для сплава Fe—Со—2V минимальные значения коэрцитивной силы Не путем применения очень чистых шихтовых материалов и тщательного переплава [42, 43]. Келлер и Гилман, [39] получили сплавы Fe—Со и Fe—Со—2V с минимальными значениями Не путем применения зонной плавки с последующим отжигом образцов в водороде. К существенному росту Не приводит наличие в сплавах остаточного углерода [41]. При содержании С>0,01% в сплавах Fe—Со—2V, как правило, присутствуют карбиды ванадия, отрицательно влияющие на магнитные свойства и однородность. [c.233]

Регулирование дисперсной и кристаллической структуры в процессе технологического цикла уже сегодня позволяет получать материалы на основе углерода, существенно различающиеся по физико-механическим и другим важнейшим эксплуатационным свойствам. Так, замена кокса-наполнителя в материале, изготовленном по одной и той же технологии, заметно изменяет его плотность, прочность и другие физические свойства, Например, при отсутствии карбоидов в коксе марки КНПС предел прочности при сжатии графита марки ГМЗ составляет 107—147 кгс/ам , а наличие в коксе 10—15% термической сажи повышает прочность графита до 415—460 кгс/см Замена марки пека-связующего может изменить прочность в полтора раза. Тонкое измельчение кокса-наполнителя повышает прочность его зерен и обеспечивает более плотную и благоприятную их укладку, однородную макроструктуру графита без крупных пор и трещин, существенно разупрочняющих материал. Однако прочность графита не может превышать прочности графитированного пекового связующего, скрепляющего зерна наполнителя. [c.24]

Важнейшим фактором, определяющим физические свойства углеродных материалов, является степень совершенства кристаллической структуры, которая обусловлена прежде всегО температурой окончательной обработки и природой используемых в производстве графита сырьевых материалов. Из мало-окисленных, богатых водородом материалов (нефтяные и пеко-вые коксы) получают, как правило, углеродные материалы легкографитируемые. У таких материалов выше 1600—1700° С структура углеродного вещества начинает перестраиваться базисные плоскости упорядочиваются, а межплоскостное расстояние с несколько уменьшается (рис. 1.4). Вследствие деструкции боковых радикалов возрастает число свободных атомов углерода. Выше 2000° С происходит образование трехмерно упорядоченной структуры кристаллитов, сопровождаемое резким ростом их высоты La и диаметра La (рис. 1.5). [c.31]

Изложенное выше дает основание полагать, что и при окислении основными факторами, определяющими скорость процесса, являются харайхеристики пористости и совершенства кристаллической структуры. Влияние кристаллической структуры на химическую активность углеродных материалов неоднократно обсуждалось в литературе [127]. Однако связь энергии активации реакции углерода с га- [c.48]

Величина запасенной энергии зависит от совершенства кристаллической структуры графита. Как было показано в работе Вудса и др. [74], для трехмерноупорядоченного графита марки SF характерно большее аккумулирова ние энергии при облучении, чем для неупорядоченной сажи или полимерного углерода с менее упорядоченной структурой. Процесс выделения запасенной энергии в. графите начинается при его нагревании выше температуры облучения. Особенностью процесса является существование дискретных энергетических уровней, при до- [c.114]

Свойства металла шва, кш и любого металла, определяются его химическим составом и структурой. Механические свойства сварного шва зависят в большой степени от первичной кристаллической структуры, т. е. структуры, образующейся при переходе металла из жидкого состояния в твердое. В сварных швах углеродистых и низколегированных перлитных сталей первичную структуру можно наблюдать только после специального травления. Обычное травление выявляет вторичную структуру, т. е. структуру, образующуюся после окончания превращения аустенита. При медленном охлаждении образовавшиеся в жидкой ванне кристаллы аустенита выделяют феррит, а оставшийся после образования феррита аустенит с повышенным содержанием углерода переходит в перлит. Из осей первого порядка дендритов, содержащих меньше углерода и примесей, образуются зерна феррита. Дендрит дробится на несколько зерен. Зерна перлита получаются из периферийных слоев дендритов и междендритных прослоек. Феррито-перлитнач структура сварного шва называется вторичной, так как она образовалась в процессе вторичной кристаллизации из твердого раствора углерода в ужелезе — аустенита. [c.171]

Структура типа a-5iзN4. Энергетические зоны нитрида углерода с данной кристаллической структурой рассчитывались с [13, 15, 21], табл. 3.1. Особое внимание привлекли вопросы относительной устойчивости а-и р-модификаций СзК4. Согласно [13, [c.73]

Среди промышленных кобальтовых сплавов ведущее место занимают литейные сплавы с карбидным упрочнением, применяемые дДя производства литья по выплавляемым моделям у них предел прочности при растяжении и длительная прочность находятся в прямой зависимости от содержания углерода и св5 занной с ним объемной концентрации карбидных выделений. По сравнению с никелевыми кобальтовые сплавы обладают более пологой параметрической зависимостью длительной прочности от температуры (рис. 5.15). Из-за того что в этих сплавах не действует механизм упрочнения когерентными выделениями фаз с упорядоченной кристаллической структурой, их прочность при температурах до 982 °С существенно ниже, чем у никелевых. Но более высокая, чем у у -фазы, стабильность карбидов, особенно карбидов типа М С и МС, обеспечивает им превосходство по прочности при более высоких температурах. Это главная причина, по которой стационарные сопловые лопатки газовых турбин, работающие при более низких напряжениях и более высоких те> -пературах, изготавливают из кобальтовых сплавов. [c.205]

В работе Уманского [140] эти представления распространены на весь класс фаз внедрения. Имеет место аддитивность кристаллической структуры и физических свойств. Все металлы, образующие класс соединений, являются переходными, а неме таллы обладают близкими значениями потенциала ионизации 21,7-10 ( йс (13,54 эб) для водорода, 23-lQ- дж (14,47 эв) для азота, 18-10 дж (11,24 эв) для углерода. Тепловой эффект — экзотермический, причем он тем больше, чем менее заполнена с -подгруппа металлического атома. У карбидов и нитридов циркония и титана — элементов IV группы — эффект больше, чем у карбидов и нитридов тантала н ванадия — элементов V группы. Реакция образования карбидов молибдена и вольфрама МогС и W является эндотермической. При пропускании тока через-стальную проволоку при 1070 С скорость диффузии углерода в направлении тока (от анода к катоду) больше, что указывает на положительную ионизацию атомов углерода, подобно атому водорода в PdH. [c.168]

Известно, что нет в природе материала тверже алмаза [421]. Его структура, отвечающая идеальному сверхтвердому материалу, является моделью неравновесных структур под напряжением VI (максимального) уровня. Алмаз, как и графит, состоит из углерода. Решетка графита может быть перестроена в решетку алмаза путем увода системы далеко от термодинамического равновесия за счет создания градиента температур и напряжений. Это позволяет создавать динамические структуры, отвечающие V уровню неравновесности структуры. Речь идет о формировании в указанных условиях сдвиго-неустойчивых фаз, обеспечивающих деформацию материала за счет сдвига на их границах. Образующиеся при этом аномально высокие диффузионные потоки создают условия для само-организованной перестройки кристаллической решетки. Последнее означает, что получение искусственных алмазов — это создание условий для самоорганизации (а не организации) кристаллических структур. [c.261]

Волокна карбида кремния и карбида бора производят в опытных количествах. Эти волокна получают путем химического осаждения паров на нагретую подложку из вольфрама или углерода способом очень близким к методу, который используется для получения волокон бора. Наиболее пригодной газовой смесью для получения волокон карбида кремния является смесь метилди-хлорсилана с водородом, а для получения волокон карбида бора— смесь металла с трихлоридом бора. Эти покрытия имеют кристаллическую структуру и поверхность волокна, чувствительную к истиранию. Кристаллические структуры В4С и Si лучше сопро- [c.40]

К анализу поведенрш материала при высокой скорости деформации целиком относится то, что сказано в 1 предыдущей главы о свойствах материала в зависимости от времени. Из попыток детального объяснения влияния скорости деформации приведем только выдвинутое недавно объяснение запаздывания текучести в мягкой стали. Пластическая деформация, согласно этой теории, связывается с движением свободных, несвязанных дислокаций (нарушений кристаллической структуры). Чтобы эти дислокации начали двигаться, надо приложить извне некоторое напряжение, равное пределу текучести. Но в углеродистых сталях каждая дислокация окружена облаком атомов углерода, которое препятствует перемещению дислокаций. Поэтому требуется еще некоторое добавочное внешнее напряжение, чтобы освободить дислокации от облаков углерода. Этим объясняют наличие у мягких сталей и железа верхнего и нижнего пределов текучести. Верхний предел текучести— это то напряжение, которое необходимо для начала процесса текучести (на освобождение дислокаций, по излагаемой теории), а нижний предел текучести — это то напряжение, которое достаточно для поддержания начавшегося процесса текучести (по излагаемой теории, яа движение освободившихся дислокаций). При мгновенном приложении [c.250]

Пентапласт стоек к большинству органических растворителей, слабым и сильным щелочам, слабым и некоторым сильным кислотам на него действуют только сильные окисляющие кислоты, такие, как азотная и дымящая серная [32]. При этом воздействие агрессивных сред значительно меньше влияет на изменение механических свойств пентапласта, чем на изменение свойств фторопласта-3. Пентапласт более стоек, чем полипропилен, к концентрированным минеральным кислотам (30%-ной хромовой и 60%-ной серной) и органическим кислотам (75%-ной уксусной) и особенно к органическим растворителям кетонам, хлорсодержащим и ароматическим углеводородам. Такая повышенная химическая стойкость пентапласта обусловлена его строением — прочностью связи хлорметильных групп с углеродом основной цепи и компактностью его кристаллической структуры. Удачное сочетание физико-механических свойств с повышенной химической стойкостью выгодно отличает пентапласт от других термопластичных материалов. Пленки пентапласта практически непроницаемы для кислорода и азота по сравнению с полиэтиленом они менее газопроницаемы для паров воды и двуокиси углерода, [c.169]

Что касается контроля содержания углерода в заготовке, то следует отметить, что эта величина изменяется в зависимости от типа используемой атмосферы, обладающей науглероживающим либо обезуглероживающим влиянием в течение этапов рафинирования и спекания. Для контроля углеродистых сталей при использовании обычного эндотермического газа указанное изменение углеродного потенциала с температурой требует использования печи с науглероживающей атмосферой сразу за высокотемпературной зоной. Таким образом, конечная кристаллическая структура материала заготовки устанавливается в результате соотношения параметров времени, температуры и атмосферы на этом этапе. На этом этапе структуре придается перлитный характер. Кроме того, если используется высокая скорость охлаждения, всегда существует возможность создания определенного содержания карбидов, необходимого для получения мартенсита, особенно при спекании сталей с активными карбидообразующими добавками. Это, как и в случае использования шихты, включающей медь, молибден, никель и другие элементы (т.е. не являющиеся полностью гомогенными), в некоторых областях концентрации компонентов может приводить к высокой твердости. [c.76]

Указанные причины создают условия для бездиффузионного образования аустенита в приграничном феррите под воздействием более низкой температуры, чем 910 °С. Аустенит, возникающий по бездиффузионному механизму, первоначально неустойчив. Однако в силу большой растворимости углерода в нем происходит насыщение аустенита углеродом и стабилизация кристаллической структуры. Итак, при ускоренном нагреве конструкционной стали до температуры выше точки Ас образуется больше, чем обычно, мелкозернистого аустенита. Процесс обратного структурного превращения при охлаждении от указанного нагрева идет неидентично тому, который происходит при охлаждении после выдержки при данной температуре или медленного нагрева. Отличие состоит в том, что зерна аустенита имеют, во-первых, больший объем, чем в равновесном состоянии при Ас[, и, следовательно, меньшую удельную концентрацию углерода во-вторых, аустенит мелкозернистый в-третьих, в приграничных с ферритом областях аустенит содержит больше углерода (результат термодиффузии и диффузии при распространении а упре-вращения феррита) и поэтому там он более устойчив. [c.37]

Первое достигается увеличением числа центров графитизации в единице объема, т. е. повышением микроскопических дефектов в кристаллической структуре металла, а второе — интенсифика1ци ей процесса диффузии углерода. Все это достигается при СТЦО. Однако повышение скорости образования центров выделения грдфита и диффузии в него углерода обеспечивается методами холодной, и горячей дефсрмации, предварительной закалкой или искусственным старением. Но эта предварительная обработка малоэффективна и способствует получению в структуре пластинчатого (по законам скольжения) графита, что снижает прочность чугуна. Интенсификация графитизации повышением ее температуры сопровождается снижением числа центров графитизации и формированием крупных графитных включений, что также отрицательно сказывается на механических свойствах чугуна. Обычно в целях увеличения пластичности и ударной вязкости чугуна производят длительный (20—30 ч) графитизирующий отжиг до ферритно-перлитной или ферритной структуры. Такой процесс получил название томление . [c.136]

При обработке хлором и диоксидом серы раствора полиэтилена в тетрахлориде углерода образуется каучукоподобный продукт - сульфохлорированный полиэтилен. Введение атомов хлора в макромолекулу полиэтилена приводит к нарушению кристаллической структуры и превращению ее в аморфную. [c.56]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...