Сана: 28-05-2022  Манбаъ: Композитҳои нахи

Сохтори торҳои кристали графити идеалӣ ба системаи кристаллҳои шашкунҷа тааллуқ дорад, ки сохтори бисёрқабатаи такроршаванда мебошад, ки аз атомҳои карбон дар сохтори шабакаи ҳалқаи шаш узв иборат аст. Дар ҳалқаи шаш аъзо атомҳои карбон дар шакли гибридии sp 2 мебошанд

Сохтори асосӣ

Сохтори торҳои кристаллҳои идеалии графитӣ ба системаи кристаллии шашкунҷа тааллуқ дорад, ки аз атомҳои карбон иборат аст, ки аз сохтори шабакаи ҳалқаи шаш узв иборат аст. Дар ҳалқаи шаш аъзо, атомҳои карбон sp 2 гибридизатсия мавҷуданд. Дар гибридизатсияи sp2 1 2s электрон ва 2 2p электрони гибридизатсия мавҷуданд, ки се пайванди эквиваленти o мустаҳкамро ташкил медиҳанд, масофаи пайванд 0,1421 нм, энергияи миёнаи пайванд 627 кҶ/мол ва кунҷҳои пайванд ба ҳамдигар 120 мебошанд.

Орбиталҳои боқимондаи софи 2p дар як ҳамворӣ ба ҳамворие, ки дар он се пайванди о ҷойгиранд, перпендикуляр мебошанд ва N-пайвандҳои атомҳои карбон, ки пайванди N-ро ташкил медиҳанд, ба ҳамдигар параллел буда, ба ҳам мепайванданд ва як N-и калонро ташкил медиҳанд. - вомбарг; Электронҳои локализатсияшуда дар n электрон метавонанд озодона ба ҳамвор параллел ҳаракат карда, ба он хосиятҳои гузаронанда медиҳанд. Онҳо метавонанд нури намоёнро ҷаббида, графитро сиёҳ кунанд. Қувваи ван дер Ваалс байни қабатҳои графитӣ аз қувваи пайванди валентӣ дар дохили қабатҳо хеле камтар аст. Фосилаи байни қабатҳо 0,3354 нм ва энергияи пайванд 5,4 кҶ/мол аст. Қабатҳои графитӣ бо нисфи симметрияи шонздаҳкунҷа ҷойгир шудаанд ва дар ҳар як қабати дигар такрор шуда, ABAB-ро ташкил медиҳанд.

Сохтор [4] ва ба он қобилияти дохилии худидоракунии молиданӣ ва байниқабатӣ, тавре ки дар расми 2-5 нишон дода шудааст. Нахи карбон як маводи сангии микрокристаллӣ мебошад, ки аз нахи органикӣ тавассути карбонизатсия ва графитизатсия ба даст оварда шудааст.

Микроструктураи нахи карбон ба сохтори графити сунъӣ, ки ба сохтори графити хаотикии поликристаллӣ тааллуқ дорад, монанд аст. Фарқият аз сохтори графитӣ дар тарҷума ва гардиши номунтазам байни қабатҳои атомӣ мебошад (ниг. расми 2-6). Пайванди ковалентии шаш элементи шабакавӣ дар қабати атомии - ки асосан ба меҳвари нах параллел аст, пайваст карда мешавад. Аз ин рӯ, ба таври умум чунин мешуморанд, ки нахи карбон аз сохтори бетартиби графитӣ дар баландии меҳвари нах иборат аст, ки дар натиҷа модули кашиши меҳвар хеле баланд мешавад. Сохтори ламелҳои графит анизотропияи назаррас дорад, ки хосиятҳои физикии он низ анизотропияро нишон медиҳанд.

Хусусиятҳо ва татбиқи нахи карбон

Нахи карбонро ба нахи штапелӣ ва нахи штапелӣ тақсим кардан мумкин аст. Хусусиятҳои механикӣ ба намуди умумӣ ва навъи баландсифат тақсим мешаванд. Қувваи умумии нахи карбон 1000 МПа, модул тақрибан 10OGPa аст. Нахи карбон-иҷрои баланд ба навъи қавӣ (қувваи 2000МПа, модули 250ГПа) ва модели баланд (модули аз 300GPa) тақсим карда мешавад. Қувваи зиёда аз 4000МПа инчунин навъи қувваи ултра-баланд номида мешавад; Онҳое, ки модулашон аз 450GPa зиёд аст, моделҳои ултра-баланд номида мешаванд. Бо рушди саноати кайҳонӣ ва авиатсия, нахи карбон қувват ва дарозии баланд пайдо шуд ва дарозии он аз 2% зиёдтар аст. Миқдори зиёди полипропиленӣ чашми нахи карбон дар асоси PAN мебошад. Нахи карбон дорои қувваи баланди меҳварӣ ва модули баланд, ҳеҷ хазанда, муқовимати хуби хастагӣ, гармии мушаххас ва гузарониши барқ ​​байни ғайриметаллӣ ва металлӣ, коэффисиенти хурди тавсеаи гармӣ, муқовимат ба зангзании хуб, зичии нахи паст ва интиқоли хуби рентгенӣ дорад. Аммо муқовимати ба зарбаи он заиф буда, осебаш осон аст, оксидшавӣ дар зери таъсири кислотаи қавӣ ба амал меояд ва ҳангоми пайвастан бо металл карбонизатсия, карбизатсия ва зангзании электрохимиявӣ ба амал меояд. Дар натиҷа, нахи карбон бояд пеш аз истифода коркард карда шавад.