Большая Советская Энциклопедия (ГР)

В. А. Фаворский. «Октябрь 1917». Гравюра на дереве. 1928.

О. А. Кипренский. Портрет Е. И. Чаплица. Рисунок итальянским карандашом. 1813. Третьяковская галерея. Москва.

А. Тулуз-Лотрек. «Астрид Брюан в своем кабаре». Афиша. Литография. 1892.

Г. Г. Клуцис. «Выполним план великих работ!». Плакат. 1931.

Кукрыниксы. «Беспощадно разгромим и уничтожим врага!». Плакат. 1941.

О. Домье. «Актёр, которому заплатят». Литография. 1845.

К. Кольвиц. «Пахота». Гравюра офортом и акватиной из цикла «Крестьянская война». 1906.

С. В. Чехонин. Обложка книги Дж. Рида «10 дней, которые потрясли мир». 1923.

О. Роден. Набросок с натуры карандашом и акварелью. 2-я пол. 19 в. Музей Родена. Париж.

Рембрандт. «Три дерева». Офорт. 1643.

Ф. Гойя. «Сурки». Гравюра офортом и акватиной из цикла «Капричос». 1797—98.

Микеланджело. Этюд к картону «Битва при Кашине». Рисунок итальянским карандашом. Ок. 1504. Галерея Альбертина. Вена.

Прикладная графика. Вверху: слева — эскиз почтовой марки РСФСР (1917—18) работы Н. И. Альтмана; в центре — этикетка для катушек (гравюра на дереве, 1930) работы В. А. Фаворского; справа — книжный знак издательства «Ферлаг дер кунст» (1952) работы В. Клемке (ГДР). Внизу — рекламный плакат с текстом В. В. Маяковского (1925) работы А. М. Родченко.

Графит

Графи'т (нем. Graphit, от греч. grapho — пишу), минерал, гексагональная кристаллическая модификация чистого углерода, наиболее устойчивая в условиях земной коры. Хорошо образованные кристаллы редки, форма их обычно пластинчатая. Чаще природный Г. представлен листочками без кристаллографических очертаний и их агрегатами. Кристаллическая решётка Г. — слоистого типа (см. рис .). В слоях атомы С расположены в узлах гексагональных ячеек слоя. Каждый атом С окружен тремя соседними с расстоянием 1,42

. Слои располагаются параллельно на расстоянии 3,55

, с симметрической повторяемостью через один, т. к. они взаимно смещены. Связь между атомами С в одном слое прочная, ковалентного типа; между слоями — слабая, остаточно-металлического типа. Особенности структуры Г. и наличие разного типа связей обусловливают анизотропию ряда физических свойств. Так, остаточно-металлическая связь даёт непрозрачность, металлический блеск и высокую электропроводность. От слабой связи между атомными слоями зависит также характерная для Г. спайность по одному направлению. Плотность 2230 кг/м³ . Твёрдость благодаря лёгкости разрыва между сетками, перпендикулярными плоскости (0001), равна 1 по минералогической шкале; в самом слое твёрдость высокая — 5,5 и выше. Большой прочностью связи между атомами самой сетки объясняется высокая температура плавления Г. (3850 ± 50°С). Г. хорошо проводит электричество (электрическое сопротивление кристаллов 0,42^. 10^{– 4}ом/м ). Графитовые порошки и блоки имеют значительно большее сопротивление и тем большее, чем выше их дисперсность (до 8–20^. 10^{– 4} ом/см ). Г. — магнитноанизотропен, кислотоупорен, окисляется только при высоких температурах, но растворяется в расплавленном железе и сгорает в расплавленной селитре. Г. обладает низким сечением захвата тепловых нейтронов, легко обрабатывается. Свойства Г. значительно изменяются при облучении нейтронами: увеличиваются электросопротивление, модуль упругости и твёрдости; теплопроводность уменьшается приблизительно в 20 раз.

Различают месторождения кристаллического Г., связанного с магматическими горными породами или кристаллическими сланцами, и месторождения скрытокристаллического Г., образовавшегося при метаморфизме углей. В магматических горных породах Г. кристаллизуется из расплава и отмечается в виде отдельных чешуек и скоплений (гнёзда и штоки) разной величины и разного содержания (например, Ботогольское месторождение в Бурятской АССР, где разрабатывают участки чистого Г. без обогащения). Г. добывают в основном из кристаллических сланцев, образовавшихся в результате глубокого метаморфизма глин, содержащих битуминозные вещества. Содержание Г. в кристаллических сланцах достигает 3–10–20% и более. Графитовую чешуйку из руды извлекают флотацией. В СССР Г. добывается на Украине; за рубежом — в Чехословакии, Австрии, ФРГ, Финляндии, Малагасийской Республике, на Цейлоне.

Скрытокристаллический Г. образуется при изменении пластов угля под воздействием магматических пород. В месторождениях этого типа содержание углерода 60–85:; руды используются без обогащения. Крупные месторождения такого Г. известны в СССР на Урале и в Красноярском крае; за рубежом — в Мексике, в Южной Корее и др.

Наряду с природными Г. к кристаллической разновидности принадлежат также искусственные (доменный и карбидный Г.). Доменный Г. выделяется при медленном охлаждении больших масс чугуна, карбидный — при термическом разложении карбидов. К скрытокристаллической разновидности относится Г., получаемый в электрических печах путём нагревания углей до температуры более 2200 C.

Благодаря совокупности ценных физико-химических свойств Г. применяют во многих областях современной промышленности. Высокая жаропрочность обусловливает использование Г. в производстве огнеупорных материалов и изделий: литейных форм, плавильных тиглей, керамики, противопригарных красок в литейном деле и пр. Искусственный кусковой Г. применяют как эрозионностойкие покрытия для сопел ракетных двигателей, камер сгорания, носовых конусов и для изготовления некоторых деталей ракет. Вследствие высокой электропроводности его широко используют для изготовления электротехнических изделий и материалов: гальванических элементов, щелочных аккумуляторов, электроизделий, скользящих контактов, нагревателей, проводящих покрытий и пр. Благодаря химической стойкости Г. применяют в химическом машиностроении в качестве конструкционных материалов (производство плит для футеровки, труб, теплообменников и пр.). Малый коэффициент трения Г. позволяет использовать его для изготовления смазочных и антифрикционных изделий. Блоки из очень чистого искусственного Г. используют в ядерной технике как замедлители нейтронов. Тонкоизмельчённый скрытокристаллический Г. в виде суспензии применяется для предупреждения образования накипи на стенках паровых котлов. Г. также применяют для производства карандашей и красок. Все перечисленные области применения Г. предъявляют очень разнообразные требования к его качеству (чистоте, величине кристаллов, форме частиц и т. п.), поэтому Г. разных типов не всегда могут быть взаимозаменяемыми.

Среди социалистических стран по размерам добычи Г. выделяются СССР и Чехословакия. В капиталистическом мире наибольшие количества Г. дают. Южная Корея, Мексика, Австрия, ФРГ. Лучшие сорта крупнокристаллического Г. (в небольших количества) добывают Цейлон и Малагасийская Республика.

Лит.: Веселовский В. С., Графит, 2 изд., М. 1960.

Р. В. Лобзова.

Рис. к ст. Графит.

Графитизация

Графитиза'ция , образование (выделение) графита в железных, никелевых, кобальтовых и др. металлических сплавах, в которых углерод содержится в виде нестойких химических соединений — карбидов. При повышенных температурах карбид полностью заменяется графитом. Скорость Г. увеличивается с повышением температуры. Ускоряют Г. предварительной закалкой, деформацией, облучением. Г. стали обычно ухудшает её механические свойства (снижает прочность и пластичность). Вместе с тем графит, обладая смазочными свойствами, повышает износоустойчивость изделий. Г. железных сплавов используют при получении изделий из ковкого чугуна и графитизированной подшипниковой и штамповой стали. Для ускорения Г. в сталь или чугун обычно вводят кремний или, реже, алюминий. Г. ряда сплавов (инструментальные режущие, пружинные, котельные и др. стали) снижает их эксплуатационные качества и является нежелательной. Г. можно приостановить введением добавок (хрома, марганца и др.), увеличивающих устойчивость карбидов. Иногда под Г. понимают образование графита в железоуглеродистых сплавах, не содержащих карбидов. Графит выделяется из пересыщенных углеродом сплавов при их затвердевании и последующем охлаждении.

Лит.: Графитизация стали, К., 1961; Гиршович Н. Г., Кристаллизация и свойства чугуна в отливках, М. — Л., 1966; Криштал М. А., Титенский Э. Г., Свойства ковкого чугуна, М., 1967.

К. П. Бунин, А. А. Баранов.

Графито-водный реактор

Графи'то-во'дный реа'ктор , уран-графитовый реактор, ядерный реактор на тепловых нейтронах, в котором замедлителем служит графит, а теплоносителем — обычная вода; относится к классу канальных реакторов . Активная зона Г.-в. р. состоит из графитовых блоков, пронизанных металлическими каналами, по которым протекает теплоноситель. В каналах или на их внешних стенках размещаются тепловыделяющие элементы . Активная зона окружается герметическим кожухом. Отсутствие тяжёлого громоздкого корпуса, несущего давление, — г. особенность Г.-в. р. За счёт увеличения числа каналов можно создать реактор большой мощности (до 5 Гвт ). В ректорах такого типа смена тепловыделяющих элементов может производиться с помощью специального приспособления с дистанционным управлением без остановки реактора и без снижения его мощности (перегрузка «на ходу»). Высокая теплопроводность воды (теплоносителя), хорошие ядерно-физические свойства графита (замедлителя), а также специфические особенности конструкции обеспечивают высокие технико-экономические показатели атомной электростанции (АЭС) с г.-в. р. Как всякий реактор с графитовым замедлителем, Г.-в. р. обладает малой энергонапряжённостью единицы объёма активной зоны.

Наиболее широко Г.-в. р. применяют в СССР. К ним относятся реактор АЭСАН СССР (первая в мире), реакторы первого и второго блоков Белоярской АЭС, реактор Сибирской АЭС и др.

Лит . см. при ст. Ядерный реактор .

Ю. И. Корякин.

Графито-газовый реактор

Графи'то-га'зовый реа'ктор, ядерный реактор на тепловых нейтронах, в котором замедлителем служит графит, а теплоносителем — газ, обычно двуокись углерода, реже — гелий. Основные преимущества теплоносителя-газа — хорошие ядерно-физические свойства, возможность нагрева до высоких температур, что позволяет повысить кпд атомной электростанции (АЭС) с Г.-г. р. до 40% и выше. Характерная особенность Г.-г. р. — сравнительно малая энергонапряжённость (количество тепла, снимаемое с единицы объёма активной зоны ), что объясняется в основном худшими, чем, например, у воды, замедляющими свойствами графита. Это обусловливает значительные размеры Г.-г. р. Так, например, активная зона реактора англ. АЭС «Данджнесс Б» электрической мощностью 660 Мвт имеет диаметр 9,4 м и высоту 8,2 м . Повышенные размеры активной зоны и наличие избыточного давления газов — 4,5 Мн/м² (45 кгс/см³ ) — предъявляют особые требования к конструкции реактора. Тепловыделяющие элементы размещают в цилиндрических каналах графитовой кладки. Активная зона заключена в прочный корпус, стальной или из предварительно напряжённого железобетона, несущий давление теплоносителя. Иногда активная зона вместе с парогенераторами и газодувками заключается в единый корпус из железобетона. Защита от нейтронного излучения, которой окружена активная зона, предохраняет парогенераторы и газодувки от активации, так что они доступны для ремонта при остановленном реакторе. Внутренняя поверхность бетонного корпуса для защиты его от перегрева покрывается теплоизоляцией. Кроме того, применяют специальные системы охлаждения.