Алмаз и графит

Автор проекта:
Сенаторов
Ярослав
2005 год
Студент МГПУ
(ХИМИКО-БИОЛОГИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА)

Проблемные вопросы:
Как получить искусственный алмаз?
Где кроме карандашей используют графит?
Будут ли производить аккумуляторы на основе фуллеренов ?

Структура алмаза
Алмаз – кристаллическое вещество с атомной координационной кубической решеткой. Соседние атомы связаны между собой ковалентными связями (sp3-гибридизация).
Такая структура определяет свойства алмаза как самого твердого вещества, известного на Земле.
Структура алмаза:
Атом
Ковалентная связь

Условия производства алмазов
Графит подвергается ударно-волновому нагружению при 30 ГПа и температуре в 2300 градусов Кельвина в течении 6...8 часов. Под действием давления происходит фазовый переход из графита в алмаз. Создание необходимых термодинамических условий перехода графита в алмаз являются сложной технической задачей. Для ее решения применяются различные схемы взрывного нагружения, взрывчатые вещества с широким набором свойств, прочные взрывные камеры.
Углеродосодержащий материал + катализатор
Контейнер

Использование искусственных алмазов
Области применения технических алмазов:
Обрабатывающая промышленность
Горная промышленность
Электротехника
Искусственные алмазы широко используются как:
Детали электронных приборов (работающих при низких и высоких температурах, сильных электромагнитных полях…)
Детекторы ядерных излучений
Термометры (работающие при облучении нейтронными потоками)
Теплоотводы
полупроводники

Структура графита:
Графит как вещество представляет собой аллотропную форму углерода. В графите атомы углерода образуют плоские слои, в каждом из которых атомы расположены в вершинах правильных шестиугольников, напоминающих бетонные плиты. Атомы, лежащие в соседних слоях, связаны между собой слабо.
Структура графита:
Атом
Плоский слой
Химическая связь

Использование графита
Выпускается множество материалов на основе пенографита. Оказывается, прокладки из этого материала нужны энергетикам, нефтяникам, автомобилестроителям и всем тем, кому надо уплотнить какой-либо узел, работающий при высокой или низкой температуре и большом давлении.
Также графит используется в качестве стержней в карандашах.
1
2
3
1,2,3 – Материалы из графита

Структура фуллерена:
Структура фуллерена:
атом
связь
Фуллерен является новой аллотропной формой углерода. Молекулы фуллерена состоят из 60,70 атомов, образующих сферу.
Кристаллические фуллерены представляют собой полупроводники.
Разнообразие физико-химических и структурных свойств соединений на основе фуллеренов позволяет говорить о химии фуллеренов как о новом перспективном направлении органической химии.

Способ получения фуллеренов
Получения фуллеренов:
– графитовые электроды;
– охлаждаемая медная шина;
– медный кожух;
– пружины;
Наиболее эффективный способ получения фуллеренов основан на термическом разложении графита- электролитический нагрев графитового электрода

ПРИМЕНЕНИЕ ФУЛЛЕРЕНОВ
Фуллерены планируют использовать:
для создания фотоприемников
оптоэлектронных устройств
сверхпроводящих материалов
в качестве красителей для копировальных машин
в качестве основы для производства аккумуляторных батарей
в качестве основы для создания запоминающей среды со сверхвысокой плотностью информации
в медицине и фармакологии