Страница 16 из 31
Лит.: Конкин А. А., Углеродные и другие жаростойкие волокнистые материалы, М., 1974.
А. А. Конкин.
Углеродовский
Углеро'довский, посёлок городского типа в Ростовской области РСФСР, подчинён Гуковскому горсовету. Расположен в 2 км от железнодорожного узла Замчалово. Добыча угля.
Углеродопласты
Углеро'допла'сты, карбопласты, углепластики, пластмассы, содержащие в качестве наполнителя углеродные волокна (в виде непрерывного жгута, ленты, мата или короткого рубленого волокна). Связующими для таких материалов служат синтетические полимеры, например эпоксидные, полиэфирные, феноло-формальдегидные смолы, полиимиды, кремнийорганические полимеры (полимерные У.), синтетические полимеры, подвергнутые пиролизу (коксованные У.), и так называемый «пиролитический углерод» (пироуглеродные У.).
Изделия из У. можно формовать всеми способами, применяемыми при переработке слоистых пластических масс . Наиболее распространён следующий метод: углеродный наполнитель пропитывают расплавом или раствором связующего (например, в спирте, в углеводородах), подсушивают, получая полуфабрикат (препрег), из которого выкраивают заготовки, собирают из них по форме изделия пакет и прессуют, как правило, на гидравлических прессах, в автоклавах или пресс-камерах (удельное давление не должно превышать 2,0— 2,5 Мн/м2 , или 20—25 кгс/см2 , из-за высокой хрупкости углеродного волокна). Препрег в виде пропитанной ленты или жгута используют также при получении изделий намоткой. Коксованные У. получают пиролизом полимерных У. при 300—1500 °С или 2500—3000 °С. При изготовлении пироуглеродных У. наполнитель, не пропитанный связующим, выкладывают по форме изделия, помещают в печь, в которую пропускают обычно метан. При 1100 °С и остаточном давлении 2,6 кн/м2 (20 мм рт. см. ) он разлагается, и образующийся «пиролитический углерод» осаждается на углеродных волокнах, связывая их.
У. характеризуются сочетанием высокой прочности и жёсткости с малой плотностью, низкими температурным коэффициентом линейного расширения (благодаря чему при повышенных температурах У. имеют хорошую стабильность размеров) и коэффициент трения, высокими тепло- и электропроводностью, износостойкостью, устойчивостью к термическому, химическому и радиационному воздействию. У. превосходят др. слоистые пластики (например, стеклопластики , асбопластики ) и металлы по статической и динамической выносливости, имеют высокую вибропрочность (например, усталостная прочность при изгибе У. на основе эпоксидного связующего более 400 Мн/м2 , или 40 кгс/мм2 , вибропрочность 480 Мн/м2 , или 48 кгс/мм2 ). У. обладают высокой анизотропией свойств. Пироуглеродные и коксованные У. отличаются также хорошими абляционными свойствами (см. Абляция ). Однако ударная прочность У. меньше, чем, например, у стеклопластиков.
У. — важные композиционные материалы , используемые в авиастроении (обеспечивают снижение массы деталей фюзеляжа, крыла, оперения самолёта на 15—50%). Из У. изготавливают детали самолётов скоростной авиации и космических летательных аппаратов, спортинвентарь (например, лыжи), химическое оборудование; У. используют в судо- и автомобилестроении. Коксованные и пироуглеродные У. применяют для внешней теплозащиты возвращаемых космических аппаратов, для внутренней теплозащиты элементов ракетных двигателей (сопла, камеры сгорания).
И. П. Хорошилова.
Углеуральский
Углеура'льский, посёлок городского типа в Пермской области РСФСР, подчинён Губахинскому горсовету. Расположен на западном склоне Среднего Урала, на автодороге Соликамск — Кунгур, в 3 км от железнодорожная станции Половинка (на линии Соликамск — Чусовская) и в 4 км от железнодорожной станции Углеуральская (на линии Лёвшино — Соликамск). 17,2 тыс. жителей (1976). Добыча угля. Филиал швейной фабрики.
Угли ископаемые
У'гли ископа'емые — твёрдые горючие полезные ископаемые осадочного происхождения. В состав У. и. входят: органическое вещество — продукт преобразования высших и низших растений с участием микроорганизмов планктона, минеральные примеси (условно не более 50%) и влага.
У. и. залегают в земной коре в виде пластов, пластообразных и линзовидных залежей, имеют землистую, массивную, слоистую или зернистую текстуру; цвет от коричневого до чёрного.
I. Общие сведения
У. и. — один из основных видов энергетического сырья; доля их участия в мировом топливно-энергетическом балансе 30—35%. С 1950 по 1974 мировая добыча У. и. увеличилась в 1,7 раза, превысив 3 млрд, т.
У. и. составляют основную часть (87,5%) прогнозных ресурсов ископаемого топлива Земли, оцениваемых величиной 12,8 триллиона т топлива условного (тут ). СССР обладает крупнейшими ресурсами У. и.; разведанные и прогнозные геологические запасы У. и., отвечающие современным требованиям по качеству и мощности разрабатываемых пластов, составляют 5,7 триллиона т (1968), или 4,6 триллиона тут.
Основные направления промышленного использования У. и.: производство электроэнергии, металлургического кокса, сжигание в энергетических целях, получение при химической переработке разнообразных (до 300 наименований) продуктов. Возрастает потребление У. и. для получения высокоуглеродистых углеграфитовых конструкционных материалов, горного воска, пластических масс, синтетического жидкого и газообразного высококалорийного топлива, ароматических продуктов путём гидрогенизации, высокоазотистых гуминовых кислот для удобрений. Из У. и. извлекаются германий, галий (см. Рассеянных элементов руды ). Перспективно извлечение серы из У. и., использование высокоглинозёмистых зол и отходов обогащения для производства алюминия, в качестве керамического и огнеупорного сырья, строительных материалов, средства очистки промышленных сточных вод. Возможное использование У. и. в промышленности определяется их составом и свойствами, характеризующимися большим разнообразием — следствием различий в исходном материале и условиях его преобразования.
II. Происхождение, состав и свойства
По составу основного компонента — органического вещества — У. и. подразделяются на 3 генетические группы: гумолиты (гумусовые угли), сапропелиты и сапрогумолиты. Преобладают гумолиты, исходным материалом которых явились остатки высших наземных растений. Отложение их происходило преимущественно в болотах, занимавших низменные побережья морей, заливов, лагун, пресноводных бассейнов (озёр и рек) — автохтонное накопление; более ограниченным было отложение при сносе с прилегающих участков суши в застойные водные бассейны растительного материала и продуктов его преобразования — аллохтонное накопление. Накапливавшийся растительный материал в результате биохимического разложения перерабатывался в торф ; при этом значительное влияние оказывали обводнённость и химический состав водной среды. Анаэробные (в водной среде) условия приводили к гелификации органического материала — основы образования блестящих — витринитовых, или гелинитовых, углей; аэробные условия и окислительная среда способствовали фюзенизации тканей — образованию волокнистых и сажистых фюзинитовых углей. Элювиация — вымывание проточными водами продуктов окисления лигнино-целлюлозных тканей — сопровождалась обогащением органической массы остатками наиболее устойчивых частей растений (оболочками спор, кутикулой, смоляными тельцами, пробковой тканью коры и т.п.), характерных для матовых лейптинитовых углей. Угли, сложенные почти полностью стойкими форменными элементами (растительными остатками, сохранившими своё строение и очертания), выделяются в особую группу — липтобиолиты (см. Каустобиолиты ).