А. А. Каспаров.

  Лит.: Реми Г., Курс неорганической химии, пер. с нем., т. 1, М., 1972; Ахметов Н. С., Неорганическая химия, 2 изд., М., 1975; Тиунов Л. А., Кустов В. В., Токсикология окиси углерода, Л., 1969.

Углеродистая сталь

Углеро'дистая сталь, сталь , не содержащая легирующих компонентов. В зависимости от содержания углерода У. с. подразделяют на низкоуглеродистую (до 0,25% С), среднеуглеродистую (0,25—0,6% С) и высокоуглеродистую (более 0,6% С). Различают У. с. обыкновенного качества и качественную конструкционную. К 1-й группе относится горячекатаная (сортовая, фасонная, толстолистовая, тонколистовая, широкополосная) и холоднокатаная (тонколистовая) сталь; во 2-ю входят горячекатаные и кованые заготовки диаметром (или толщиной) до 250 мм, калиброванная сталь и серебрянка .

  У. с. выплавляют в мартеновских, двухванных, дуговых печах и кислородных конвертерах. Для раскисления У. с. используют ферромарганец, ферросилиций, феррованадий, алюминий, титан и др.; по степени раскисления различают кипящую, полуспокойную и спокойную У. с. Для улучшения физико-химических и технологических свойств применяют микролегирование У. с. титаном, цирконием, бором, редкоземельными элементами. В результате микролегирования сталь приобретает мелкозернистую структуру, уменьшается степень зональной ликвации , снижаются загрязнённость стали неметаллическими включениями и склонность к образованию трещин при горячей пластической деформации, повышается ударная вязкость при отрицательных температурах, что даёт возможность применять У. с. в различных климатических зонах (от — 40 до 60 °С). У. с. разливают на слитки (сверху, сифоном) и заготовки (на машинах непрерывного литья); масса слитков достигает 35 т. Кроме того, У. с. используется для получения стальных отливок. Литая У. с. отличается от деформируемой стали подобного состава несколько меньшими пластичностью и ударной вязкостью.

  У. с. — наиболее распространённый вид чёрных металлов ; на её долю приходится (середина 70-х гг.) свыше 75% всей стальной продукции чёрной металлургии СССР.

  Лит.: Смоляренко Д. А., Качество углеродистой стали, 2 изд., М., 1969; Качество слитка спокойной стали, М., 1973.

  Д. А. Смоляренко.

Углеродистые огнеупоры

Углеро'дистые огнеупо'ры, состоят почти целиком из углерода либо содержат 5—70% С вместе с др. огнеупорными компонентами. Углеродистые изделия изготовляют из кокса, термоантрацита и каменноугольной смолы обжигом в восстановительной среде при 1100—1450 °С (неграфитированные) или около 2500 °С (графитированные). Графитовые изделия получают из природного или искусственного графита. Углеродсодержащие (графитсодержащие) огнеупоры формуют различными способами из смесей графита с глиной, шамотом, др. огнеупорными порошками и обжигают при 800—1350 °С или делают безобжиговыми. У. о. имеют кажущуюся плотность 1500—2000 кг/м³ , пористость преимущественно 15—30%, высокую термостойкость . В окислительной среде У. о. сравнительно быстро окисляются, форма изделий — блоки различных размеров и фасонные изделия (пробки, стаканы, трубы, тигли и др.). Углеродистые изделия применяются в кладке горна и лещади доменных печей, подин печей цветной металлургии, печей по производству карбида кальция; графитированные и графитовые — в печах для производства специальных сплавов, в ракетных двигателях; графито-алюмосиликатные — при разливке стали, плавке цветных металлов и т.д. Находят применение также смеси — пасты из углеродистых или графитовых порошков со смоляным связующим.

  Лит.: Химическая технология керамики и огнеупоров, М., 1972.

  А. К. Карклит.

Углеродная единица

Углеро'дная едини'ца, унифицированная атомная единица массы , составляющая массы атома изотопа углерода ¹² C.

  У. е. была предложена в 1959 Международным союзом теоретической и прикладной химии (IUPAC), принята в 1960 Международным союзом теоретической и прикладной физики (IUPAP) и утверждена на конгрессе IUPAC в 1961. У. е. равна (1,66043 ± 0,00031)×10^-24 г.

Углеродные волокна

Углеро'дные воло'кна, волокна, состоящие в основном из углерода. У. в. обычно получают термической обработкой химических или природных органических волокон, при которой в материале волокна остаются главным образом атомы углерода. Температура обработки может составлять менее 900 °С (такие У. в. содержат 85—90% углерода), 900—1500 °С (95—99%) или 1500—3000 °С (более 99%). Помимо обычных органических волокон (чаще всего вискозных и полиакрилонитрильных), для получения У. в. могут быть использованы специальные волокна из фенольных смол, лигнина, каменноугольных и нефтяных пеков.

  У. в. могут иметь разнообразную текстильную форму, определяемую чаще всего формой исходного сырья (непрерывные или штапельные нити, жгуты, ленты, войлок, ткани и др.). Возможна также переработка У. в. в тканые и нетканые материалы с использованием обычного текстильного оборудования.

  У. в. имеют исключительно высокую теплостойкость: при тепловом воздействии вплоть до 1600—2000 °С в отсутствии кислорода механические показатели волокна не изменяются. Это предопределяет возможность применения У. в. в качестве тепловых экранов и теплоизоляционного материала в высокотемпературной технике. На основе У. в. изготавливают армированные пластики, которые отличаются высокой абляционной стойкостью (см. Углеродопласты ).

  У. в. устойчивы к агрессивным химическим средам, однако окисляются при нагревании в присутствии кислорода. Их предельная температура эксплуатации в воздушной среде составляет 300—350 °С. Нанесение на У. в. тонкого слоя карбидов, в частности SiC, или нитрида бора позволяет в значительной мере устранить этот недостаток. Благодаря высокой химической стойкости У. в. применяют для фильтрации агрессивных сред, очистки газов, изготовления защитных костюмов и др.

  Изменяя условия термообработки, можно получить У. в. с различными электрофизическими свойствами (удельное объёмное электрическое сопротивление от 2×10^-3 до 10⁶ ом ×см ) и использовать их в качестве разнообразных по назначению электронагревательных элементов, для изготовления термопар и др.

  Активацией У. в. получают материалы с большой активной поверхностью (300—1000 м² /г ), являющиеся прекрасными сорбентами. Нанесение на волокно катализаторов позволяет создавать каталитические системы с развитой поверхностью.

  Обычно У. в. имеют прочность порядка 0,5—1 Гн/м² (50—100 кгс/мм² ) и модуль 20—70 Гн/м² (2000—7000 кгс/мм² ), а подвергнутые ориентационной вытяжке — прочность 2,5—3,5 Гн/м² (250—350 кгс/мм² ) и модуль 200—450 Гн/м² (20×10³ —45×10³ кгс/мм² ). Благодаря низкой плотности (1,7—1,9 г/м³ ) по удельному значению (отношение прочности и модуля к плотности) механических свойств У. в. превосходят все известные жаростойкие волокнистые материалы. На основе высокопрочных и высокомодульных У. в. с использованием полимерных связующих получают конструкционные углеродопласты. Разработаны композиционные материалы на основе У. в. и керамических связующих, У. в. и углеродной матрицы, а также У. в. и металлов, способные выдерживать более жёсткие температурные воздействия, чем обычные пластики.