Легкие металлы, углеродные материалы | |
Название | Влияние структуры железоокисных нанодобавок на формирование свойств графита |
DOI | 10.17580/tsm.2019.03.05 |
Автор | Апалькова Г. Д. |
Информация об авторе | Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия: Г. Д. Апалькова, профессор, эл. почта: apalkovag@yandex.ru |
Реферат | Рассмотрено влияние сферолитовой и игольчатой структуры железоокисных нанодобавок на формирование свойств графита. Показано, что в одинаковых условиях производства эффективность действия железоокисной нанодобавки игольчатой структуры увеличивается по сравнению с нанодобавкой сферолитовой структуры, что проявляется в снижении удельного электросопротивления графита в среднем на 14 % и в увеличении механической прочности на 20–22 %. В процессе прошивного прессования электродов игольчатые частицы нанодобавки располагаются параллельно оси прессования, как это свойственно анизометричным элементам. При смешивании происходит хемосорбция на игольчатой добавке полярных составляющих пека — асфальтенов, являющихся коксообразующим компонентом пека. При обжиге пекококсовой композиции происходит направленная ориентация ароматических макромолекул коксующегося каменноугольного пека по анизометричным зернам добавки, которые являются своего рода зародышевыми центрами образования новой фазы. Из полученной направленно ориентированной структуры при дальнейшей термообработке — графитации формируется вторичная структура — графит. В случае использования добавок сферолитовой структуры отсутствует направленная ориентация микрокристаллов кокса, образующегося из пека на добавке, и процесс графитации (преобразования в трехмерную слоистую структуру) требует более значительных термодинамических усилий. Поэтому в одинаковых условиях производства при использовании нанодобавки игольчатой структуры графит получается более совершенной структуры, при этом он характеризуется пониженным электросопротивлением. Кроме того, анизометричные зерна нанодобавки играют армирующую роль при формировании прочности фазовой составляющей графита из каменноугольного пека, который является наиболее слабым звеном графитированной композиции. Полученные результаты позволяют говорить о том, что игольчатая структура железоокисной нанодобавки обеспечивает эффект улучшения физико-механических свойств фазовой составляющей графита из каменноугольного пека, что снижает риск трещинообразования и повышает эксплуатационную стойкость электродов. Статья выполнена при поддержке Правительства РФ (Постановление № 211 от 16.03.2013 г.), соглашение № 02.A03.21.0011. |
Ключевые слова | Графитированные электроды, железоокисные нанодобавки, добавки игольчатой структуры, сферолитовая структура добавки, электрическое сопротивление, механическая прочность |
Библиографический список | 1. Валявин Г. Г., Запорин В. П., Ризванов И. В. Опыт получения игольчатого кокса на НПЗ СССР и современные перспективы организации его промышленного производства // Современное состояние и перспективы развития электродной продукции, конструкционных и композиционных углеродных материалов : сб. докл. междунар. конф. — Челябинск : Энциклопедия, 2010. С. 67–73. 15. Апалькова Г. Д., Дмитриева Г. В., Шипков Н. Н. Влияние дисперсности добавки оксида железа на формирование свойств графита // Цветные металлы. 1982. № 11. C. 61–62. |
Language of full-text | русский |
Полный текст статьи | Получить |