Основы химической физики. Простов В.Н. - 96 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МФТИ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

3
. Фазовая диаграмма углерода. Рис 4. 7.
Фазовая диаграмма углерода плохо изучена, поскольку разные фазы
становятся стабильными при экстремальных температурах и давлениях.
Получение значений равновесных температур и давлений
сосуществующих фаз сопровождается труднопреодолимыми
экспериментальными проблемами. Газообразный углерод стабилен
только при температурах выше 4000 К. Жидкий углерод можно получить
примерно при 4500 К и давлениях порядка 1000 атм. Алмазная фаза
становится стабильной
при давлениях выше 10
4
атм и температурах до
1000 К. При стандартных условиях стабилен только графит, а алмаз
метастабилен. При высоких температурах он легко превращается в
графит. При комнатной температуре это превращение идёт с ничтожной
скоростью и алмаз сохраняет свою структуру сколь угодно долго. Для
получения алмаза недостаточно просто повысить давление графита.
Процесс превращения графита в алмаз идёт
чрезвычайно медленно.
Для промышленного получения алмаза предпочтительнее получить
жидкий углерод и охлаждать его при давлении выше давления фазового
перехода графит – алмаз. Для ускорения процесса применяются
катализаторы.
Р, атм
96
10
6
Алмаз
10
5
С
жидк
10
4
К
10
3
Графит
10
2
Т
С
газ
10
1
10
0
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Т, К
Рис. 4.7. Фазовая Р – Т диаграмма углерода.
Параметры тройной точки:
Т ≈ 4000 К, Р = 105 атм
Параметры критической точки:
Т
кр
≈ 6000 К, Р
кр
≈ 6800 атм. 
    3. Фазовая диаграмма углерода. Рис 4. 7.

Фазовая диаграмма углерода плохо изучена, поскольку разные фазы
становятся стабильными при экстремальных температурах и давлениях.
Получение     значений   равновесных    температур    и   давлений
сосуществующих      фаз     сопровождается     труднопреодолимыми
экспериментальными проблемами. Газообразный углерод стабилен
только при температурах выше 4000 К. Жидкий углерод можно получить
примерно при 4500 К и давлениях порядка 1000 атм. Алмазная фаза
                                             4
становится стабильной при давлениях выше 10 атм и температурах до
1000 К. При стандартных условиях стабилен только графит, а алмаз
метастабилен. При высоких температурах он легко превращается в
графит. При комнатной температуре это превращение идёт с ничтожной
скоростью и алмаз сохраняет свою структуру сколь угодно долго. Для
получения алмаза недостаточно просто повысить давление графита.
Процесс превращения графита в алмаз идёт чрезвычайно медленно.
Для промышленного получения алмаза предпочтительнее получить
жидкий углерод и охлаждать его при давлении выше давления фазового
перехода графит – алмаз. Для ускорения процесса применяются
катализаторы.

    Р, атм

        106
               Алмаз

        105
                                          Сжидк
          4
        10

                                                         К
          3
        10
               Графит

        102                           Т
                                                  Сгаз
          1
        10


        100
           0   1000 2000 3000     4000 5000 6000             Т, К

    Рис. 4.7. Фазовая Р – Т диаграмма углерода.
          Параметры тройной точки: Т ≈ 4000 К, Р = 105 атм
          Параметры критической точки: Ткр ≈ 6000 К, Ркр ≈ 6800 атм.

                                 96

Страницы