Химия и Химики № 6 2014. Углерод (материалы и изделия)

Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter

В статье даны фотографии различных материалов на основе углерода и изделий из углерода.

Сверху вниз:
графитовый электрод для электрической дуги (для резки металлов);
"корабельная сетка" из углекомпозита (фрагмент) - предназначена для защиты кварцевых тиглей, в которых плавят кремний;
графитовый контакт токосъемника троллейбуса (графитовые "щетки").

Графитовый электрод для электролиза, выточенный из графитового контакта троллейбуса (см. выше). Место входа металлической проволоки защищено эпоксидной смолой.

Графитовый тигель.

Электроды для спектрального анализа (из спектрально чистого графита).

Графитовый крепеж - "шпильки" и "гайки". Используется в печах для плавки кремния.

Прокладки из углеткани - используются там же.

"Корабельная сетка" из углекомпозита для защиты кварцевых тиглей - вид крупным планом.

Углеткань (углеродная ткань) - теплоизоляция печей плавки кремния.

Углеродная ткань - с более мелкими ячейками. Внешне напоминает ткань для брюк.

Оба вида углеткани одновременно (для сравнения).

Углеродная ткань из печей для плавки кремния (бывшая в употреблении). Оранжевый налет - монооксид кремния SiO. Фиолетовый налет - аналогично (по-видимому, дело в толщине пленки монооксида кремния). При температуре выращивания кристаллов кремния SiO улетучивается и оседает на графитовой теплоизоляции, "корабельной сетке" и других деталях установки, вызывая их коррозию. До работы углеткань выглядит черной, после использования - серой (почти такого цвета, как более мелкая - "брючная" углеродная ткань).

Мелкие волокна углеткани. С виду - ничем не примечательные. Но с ними связана любопытная история.

Интересный случай, связанный с углетканью, рассказал товарищ [ссылка].

"Работал он как-то на фирме, которая занималась выращиванием кристаллов кремния для солнечных элементов. Официально в его задачу входило предлагать и внедрять идеи по усовершенствованию производства (отдел R&D - от англ. research and development). Разумеется, для этих целей необходима как минимум работающая лаборатория. Лаборатории не было и в помине, но работу выполнять требовали: где и как - это твои проблемы.

Понадобилась им углеткань. Резать ее пришлось прямо в офисе, т.к. никакого другого помещения не было. Дело нехитрое: разметили и начали резать. Рядом сидят за компьютерами бухгалтера, менеджеры, секретарши и другие разновидности офисного планктона.

Тут у моего товарища выключился компьютер: сгорел блок питания. Они заподозрили что-то неладное, но не найдя удовлетворительной причины, вернулись к работе. Ничего страшного - бывает (компьютер ведь принадлежит фирме).

Потом сгорел компьютер и у его коллеги: только тогда до них дошло, что дело в углеткани: при резке ткани углеродные волокна попали в блоки питания компьютеров и устроили короткое замыкание.

Когда поделились открытием с инженером, которая сидела рядом, она сказала: "Подождите минутку, пока я этот файл доделаю, а потом режьте углеткань сколько угодно". Это не удивительно: там, где имеет место пренебрежительное отношение к людям, люди пренебрежительно относятся к работе.

Позже IT-шники поменяли блоки питания без лишних вопросов: не найдя видимой причины, они решили, что попалась бракованная партия.

Как тут не вспомнить бомбы с углеродными волокнами, которые выводили из стоя линии электропередач - за счет того, что волокна оседали на изоляторах и происходило короткое замыкание. "

Продолжение этой истории мне пришлось наблюдать уже на своем рабочем месте: когда коллега нарезал углеткань в лаборатории, сгорел блок питания компьютера. Не удивительно, ведь кулер блока питания ничем не защищен: он просто всасывает воздух из комнаты. Кстати, рядом стоял ноутбук, на котором я сейчас пишу текст. В этот раз обошлось [K1].

Молибденовые скобы, которыми скрепляют углеткань в печи. До работы они пластичные, после использования становятся хрупкими и легко ломаются (был случай, когда при изгибании внешняя часть проволоки сломалась, а внутренняя отслоилась и изогнулась - она сохранила пластичность.) [K2]

Комментарии

^К1 Напряжение на выходе источника питания ноутбука в большинстве случаев находится в пределах 15-20В. Источники питания ноутбуков 220AC-->(15-20)DC обычно выполнены в отдельном герметичном корпусе и не требуют принудительного охлаждения. При этом напряжение питания процессора, микросхем памяти и периферических устройств не превышает 3.3В (а в большинстве случаев находится в пределах 1.8-2.4В - за исключением стандартных интерфейсов, например USB, где напряжение питания составляет 5В). Понижающие преобразователи (15-20)-->(1.8-3.3) В располагают на основной плате ноутбука в непосредственной близости от потребителей с целью снижения потерь энергии. Кроме того, собранную основную плату ноутбука покрывают защитным слоем лака. Неудивительно, что такое устройство выдерживает попадание электропроводящей пыли внутрь.

^К2 Возможная причина перехода в хрупкое состояние - образование в поверхностном слое карбида молибдена Mo₂C.