МАТЕРИАЛЫ

Необходимость рассмотрения углеграфитовых и углеродных материалов вызвана широким применением их в конструкциях РДТТ. Эти материалы практически не плавятся, а лишь сублимиру­ют при очень высоких температурах, имеют низкую плотность, вы­сокую огнеупорность и отличительное качество повышения меха­нической прочности с ростом температуры.

Кроме того, теплозащитные и эрозионностойкие материалы на основе феноло-формальдегидных и других углеродсодержащих свя­зующих при работе в высокотемпературных и скоростных потоках газов превращаются в углерод, и мы рассматриваем в этих условиях работу коксового остатка.

Важным обстоятельством является и то, что углеродные мате­риалы широко применяются во многих других областях техники, в том числе, в ядерной, металлургической, электротехнической, ма­шиностроении, электронике и т. п.

Эти материалы интересны еще и потому, что обладают многими свойствами металлов (электропроводность, теплопроводность), вместе с тем имеют многие качества, присущие неметаллам, такие, как хруп­кость, отсутствие деформации при любых температурах, а по технологии получения близки к композиционным материалам и даже керамикам.

Углерод занимает шестое место в таблице Менделеева, находит­ся в четвертой группе и во втором периоде. Его электронное строе­ние –

1 s²2s²2p², то есть на первой оболочке у него 2 электрона (пол­ная), на второй, внешней, - 4, из них 2 - на подуровне (орбите) s и 2 - на р. Как видим, на внешней оболочке у углерода находится четыре электрона из восьми, следовательно, он может выступать и доно­ром их и акцептором. А наличие у него по два электрона на поду­ровнях 2s и 2р, говорит о том, что он может быть как четырехвалентным, так и двухвалентным. Действительно, он может реагировать как с неметаллами (СО и СО,), так и с металлами, образуя карбиды.

Все химические соединения с углеродом имеют ковалентную связь.

Углеграфитовые материалы имеют небольшую плотность (теоретическая плотность графита р = 2 270 кг/м³, алмаза - в 1,5 раза больше), высокую огнеупорность и отличное свойство повышения прочности с возрастанием температуры.

Основной недостаток графита - низкая температура начала окисле­ния, но в настоящее время проблема его защиты является не более сло­жной, чем для молибдена, вольфрама и других тугоплавких металлов.

Кроме ракетной техники, графит находит широкое применение во многих областях техники, вплоть до электроники.