Grafit - proprietăți, tipuri, compoziție și aplicare. Proprietăți fizice și fotografie ale grafitului

Toată lumea cunoaște substanțe precum grafitul și diamantul. Grafitul se găsește peste tot. De exemplu, din el se fac tije pentru creioane simple. Grafitul este o substanță destul de accesibilă și ieftină. Dar o substanță precum diamantul este foarte diferită de grafit. Diamantul este cea mai scumpă piatră, foarte rară și transparentă, spre deosebire de grafit. Este greu de crezut, dar formula chimică a grafitului este aceeași cu cea a diamantului. În acest articol, vom explora cum este posibil acest lucru.

Grafitul: istoria și proprietățile mineralului

Istoria grafitului datează de mii de ani, așa că anul exactînceputul utilizării sale este extrem de greu de stabilit. Grafitul este renumit pentru că este un bun conductor de electricitate. În plus, acest mineral este foarte fragil. Prin urmare, tijele de creion sunt făcute din el.

Proprietățile chimice ale mineralului includ formarea de compuși de incluziune cu multe substanțe, cum ar fi sărurile, iar mineralul nu se dizolvă în acizi.

Formula grafitului este C, adică este unul dintre celebrul al șaselea element al tabelului periodic - carbonul.

Diamantul: istoria și proprietățile mineralului

Istoria diamantului este foarte neobișnuită. Se crede că primul diamant a fost găsit în India. În acel moment, omenirea nu putea înțelege întreaga putere a acestei pietre. Geologii știau doar că această piatră este foarte dura și durabilă. Până în secolul al XV-lea, diamantele valorau mult mai puțin decât smaraldele și rubinele. Și abia atunci un bijutier necunoscut, în proces de lucru cu o piatră, i-a dat o tăietură frumoasă, care mai târziu a devenit cunoscută ca tăietură de diamant. Atunci piatra s-a arătat în toată splendoarea ei.

Diamantele sunt folosite în principal în industrie. Acest mineral este cel mai durabil din întreaga lume, motiv pentru care din el sunt fabricate abrazive, tăietori pentru prelucrarea metalelor durabile și multe altele.

După cum știm deja, formula grafitului în chimie este C, iar diamantul are aceeași formulă.

Diferențele dintre diamant și grafit

În ciuda faptului că mineralele au formule chimice similare, ele diferă puternic unele de altele atât ca aspect, cât și din punct de vedere chimic.

În primul rând, diamantul și grafitul au o structură complet diferită unul de celălalt. La urma urmei, grafitul constă dintr-o rețea de hexagoane, în timp ce diamantul are o structură cristalină cubică. Fragilitatea grafitului se datorează faptului că legătura dintre straturile sale se rupe foarte ușor, atomii săi sunt separați în liniște unul de celălalt. Din această cauză, grafitul absoarbe ușor lumina, este foarte întunecat, spre deosebire de diamant.

Diferă prin faptul că un atom de carbon este înconjurat de încă patru atomi sub forma unui triunghi tetraedric sau piramidă. Fiecare atom este la aceeași distanță unul de celălalt. Legăturile dintre atomi sunt foarte puternice, motiv pentru care diamantul este atât de dur și puternic. O altă proprietate a diamantului este că poate conduce lumina, spre deosebire de grafit.

Este ciudat că formula grafitului este aceeași cu formula diamantului, dar mineralele sunt complet diferite? Nu! La urma urmei, diamantul este creat de natură la o presiune uriașă și apoi o răcire foarte rapidă, în timp ce grafitul este creat la presiune scăzută, dar la temperatură foarte ridicată.

substante?

Substanțele alotrope sunt un concept foarte important în chimie. Aceasta este baza elementelor de bază, care vă permite să distingeți substanțele unele de altele.

La școală, substanțele alotrope sunt studiate folosind exemplul grafitului și al diamantului, precum și diferențele dintre acestea. Așadar, după ce am studiat diferențele dintre diamant și grafit, putem concluziona că alotropia este existența în natură a două sau mai multe substanțe care diferă în structura și proprietățile lor, dar au un caracter similar. formula chimica sau se referă la același element chimic.

Obține diamant din grafit

Formula de grafit - C - a permis oamenilor de știință să facă multe experimente, în urma cărora au fost găsite substanțele alotrope ale grafitului.

Profesorii le spun atât elevilor, cât și elevilor despre modul în care oamenii de știință au încercat să creeze diamante din grafit. Această poveste este foarte interesantă și fascinantă și, de asemenea, vă permite să vă amintiți existența unor substanțe alotrope precum grafitul și diamantul și diferențele dintre acestea.

Cu ceva timp în urmă, oamenii de știință au încercat să creeze diamante din grafit. Ei credeau că, dacă formula diamantului și grafitului este aceeași, atunci vor putea crea un diamant, deoarece piatra este foarte scumpă și rară. Acum știm că mineralul de diamant apare în natură când presiune ridicatași răcire instantanee. Prin urmare, oamenii de știință au decis să arunce în aer grafitul, creând astfel condițiile necesare pentru formarea diamantului. Și de fapt, un miracol s-a întâmplat, după explozie, pe grafit s-au format cristale de diamant foarte mici.

Aplicarea grafitului și a diamantului

Astăzi, atât grafitul, cât și diamantul sunt folosite în principal în industrie. Dar aproximativ 10% din toată producția de diamante merge către bijuterii. Cel mai adesea, creioanele sunt făcute din grafit, deoarece este foarte fragil și fragil, lasând în același timp urme.

Este greu de spus cu exactitate când omenirea a devenit conștientă de acest mineral. Mulți oameni de știință cred că complicația în această problemă se datorează faptului că grafitul este similar cu alte minerale care au proprietăți colorante. Dar arheologii au găsit ceramică care a fost folosită în urmă cu aproximativ 4.000 de ani și a fost pictată cu grafit.

Grafitul este un mineral care aparține clasei de elemente native, se referă la una dintre modificările carbonului. Structura mineralului este stratificată, straturile în sine sunt slab exprimate, aproape plate și constau din straturi hexagonale de atomi de carbon. Grafitul în sine este material moale, care este ușor de afectat mecanic, iar formula grafitului este destul de simplă C - carbon.

În natură, mineralul se găsește la egalitate cu cele însoțitoare: pirita, granatul, spinelul. În bazinul Tunguska se află zăcăminte mari de grafit, precum și roci precum: șisturi cristaline, gneisuri și marmură. Formarea grafitului depinde de temperatura ridicată a rocilor vulcanice și magmatice și de piroliza cărbunelui. Grafitul face, de asemenea, parte din compoziția meteoriților. Și un fapt interesant: în grafit, metalele din grupul de aur, argint și platină sunt prezente în proporții foarte mici.

depozit de grafit

Grafitul este la mare căutare în sectorul industrial. Aproximativ 600 de milioane de tone sunt considerate rezerve ale lumii întregi, iar 600 de mii dintre acestea sunt extrase anual. cu cel mai mult țările majore, care se ocupă de extracția acestui mineral sunt: ​​Mexic, Rusia, China, Cehia, Coreea de Sud, Canada etc.

Pe lângă țările menționate mai sus, există și alte zăcăminte mari de grafit. De exemplu, insula Sri Lanka, din 1834, a fost un producător și furnizor major al acestui mineral. Zăcămintele minerale sunt situate pe toată insula, iar zăcămintele de grafit sunt concentrate în părțile centrale și de sud-est. Sunt reprezentate două roci exploatate: Highland (granulite, cuarț, charnockite) și Southwest (gneisuri, calcifire).

Depozitele de scară de grafit în proporție uriașă sunt situate în Ucraina, în zăcământul Zavalevsky. Această pondere este asociată cu formațiunile arheene din seria Teterevo-Bugskaya. Seria este reprezentată de gneisuri de sillimanit și granat, cuarț, calcar cristalin etc. Mineralele extrase sunt de importanță industrială și sunt, de asemenea, solicitate.

proprietățile grafitului

Proprietăți fizice:

• Conductivitate electrică.
• Are o duritate scăzută, diferența cu diamantul este colosală, deși ambele elemente sunt subspecii de carbon. Când este stins la temperatură ridicată, nivelul de duritate crește, totuși, grafitul devine un material mai fragil;
• Conductivitatea termică a grafitului variază de la 100 la 357,7 W;
• Capacitate termica.

Proprietăți chimice:

• Insolubil în acizi neoxidanți;
• La temperaturi ridicate, reacţionează cu oxigenul, arzând până la dioxid de carbon;
• Formează un compus de incluziune cu metale alcaline, săruri.

Atât fizic cât și Proprietăți chimiceîn timpul prelucrării, acestea se pot schimba, astfel încât grafitul are note speciale care indică diferențe.

Tipuri de grafit

Există două tipuri de grafit în natură:

• Hexagonal, caracteristica sa distinctivă constă în rețeaua cristalină, în care jumătate dintre atomi sunt strict deasupra și sub centrul hexagonului;
• Romboedric, particularitatea sa este că fiecare al patrulea strat îl repetă pe primul și, atunci când este încălzit la 1000 °, grafitul ia o formă hexagonală.

Pentru lucrările industriale, este imperativ să se țină cont de densitatea grafitului, dar nivel inalt acest indicator se realizează prin crearea unor tipuri artificiale de minerale:

1. Grafit Achesonofsky: obținerea prin încălzire a unui amestec de cocs și smoală până la 2800 °;
2. Grafit recristalizat: prelucrarea termomecanica a unui amestec de cocs, smoala si grafit natural;
3. Pirografit: piroliza din carboni gazoși;
4. Grafit de furnal: răcirea unui volum mare de fontă;
5. Carbid grafit: descompunerea termică a carburilor.

Producția și aplicarea grafitului

Grafitul este utilizat în principal în domeniul industrial:

1. La fabricarea creuzetelor de topire datorită rezistenței grafitului la temperaturi ridicate;
2. În elementele de încălzire, deoarece acest mineral are rezistență chimică la agresiv solutii apoase, precum și conductivitatea electrică;
3. Pentru a obține aluminiu;
4. În lubrifianți solizi, pentru formarea de mase groase și paste;
5. Grafitul acționează ca umplutură pentru materiale plastice;
6. Retarder al neuronilor în reacțiile nucleare;
7. În producția de diamante sintetice;
8. La fabricarea creioanelor „simple”;
9. Grafitul este, de asemenea, folosit la prelucrarea arcului rachetelor balistice și nava spatiala pentru protectie termica;
10. Pentru producerea diferitelor elemente și unelte de mașini electrice (perii), vehicule electrice, echipamente de pompare (lame, lame), etc.
11. Aplicație în industria alimentară.

Ultimul punct atrage atenția asupra lui. Înainte ca un mineral să fie utilizat în produsele alimentare, acesta suferă o prelucrare atentă. Grafitul este un constituent al parafinelor, alcoolilor, eterilor și zaharurilor. În ceea ce privește zahărul, este destul de ușor să vă asigurați pe cont propriu, dacă efectuați un experiment mic și simplu.

O bucată de zahăr trebuie așezată pe o suprafață tare și închisă ermetic cu un capac metalic deasupra. Capacul este încălzit și gazul ar trebui să înceapă să fie eliberat de sub el, care trebuie dat foc. După ce gazul s-a ars complet, puteți ridica capacul. La suprafața unde se afla zahărul va rămâne o masă neagră, care este cărbune. Ei bine, cărbunele este carbonul din care este făcut grafitul.

Grafitul este un material important și valoros, care este destul de ușor de extras și prelucrat, dar, în ciuda acestui fapt, are proprietăți uimitoare. Mineralul este utilizat pe scară largă în toate sectoarele industriale și se găsește în formă prelucrată în fiecare zi în viața de zi cu zi.

Grafitul este un mineral nativ unic, o modificare alotropică a elementului carbon, cel mai stabil din scoarța terestră. proprietățile grafitului bine studiat și utilizat pe scară largă. Grafitul se formează ca urmare a activității vulcanice la temperaturi ridicate și, prin urmare, se găsește în natură în rocile magmatice, unde conținutul de grafit cristalin poate ajunge până la 50%. Grafitul se găsește și împreună cu wolframita - în filoanele purtătoare de cuarț, împreună cu alte minerale - în depozitele polimetalice la temperatură medie, iar în roci metamorfice precum marmurele, gneisurile, șisturile, grafitul este foarte răspândit. Un mare depozit de grafit este situat în bazinul de cărbune Tunguska, format ca urmare a expunerii la temperaturi înalte la cărbune - așa-numita formă criptocristalină de grafit, al cărei conținut variază de la 60 la 80%.

structura de grafit

În structura cristalină a grafitului, se disting două dintre modificările sale: hexagonala sau modificarea a și romboedrica sau modificarea β. În grafitul alfa, fiecare atom de carbon este legat de trei atomi învecinați prin nori hibridi sp-3, formând un strat cristalin format din hexagoane regulate. Fiecare strat este ținut împreună cu un alt strat paralel cu acesta datorită forțelor van der Waals. Mai mult, centrele hexagoanelor straturilor superioare și inferioare coincid, totuși, straturile sunt deplasate unul față de celălalt cu 0,1418 nm pe direcția orizontală și în ordinea „prin unul”. Structura stratificată explică multe dintre proprietățile grafitului.

În grafitul beta, atomii straturilor sunt interconectați exact în același mod, dar alternanța deplasării orizontale are loc prin două straturi. Structura romboedrică este considerată instabilă, prăbușindu-se la temperaturi peste 2230o, dar în grafitele naturale cu structură hexagonală se găsește până la 30% din β-modificarea grafitului.

Proprietățile fizice ale grafitului

Culoarea grafitului variază de la negru de fier la gri de oțel, cu o strălucire metalică caracteristică. La atingere, mineralul este gras, alunecos, pătează degetele și hârtia și, sub acțiune mecanică, se exfoliază în particule solzoase separate. Această proprietate a grafitului este cea care îi permite să fie folosit în creioane.

În comparație cu diamantul, grafitul are o duritate și o densitate mai scăzute, iar grafitul este, de asemenea, conductor de electricitate. Conductivitatea sa termică depinde de gradul de încălzire și variază de la 278,4 la 2435 W / (m * K).

Grafitul are o refractare extremă, temperatura sa de ardere este de 38500C.

Proprietățile chimice ale grafitului

Grafitul este inactiv din punct de vedere chimic: nu se dizolvă în acizi, formează compuși precum incluziuni cu unele săruri și metale alcaline. Reacționează cu oxigenul atmosferic doar la temperaturi foarte ridicate, formând dioxid de carbon. Este posibilă fluorizarea grafitului cu formarea de (CF)x.

Aplicarea grafitului

Aplicația tehnică a mineralului este extrem de diversă și se datorează proprietăților grafitului, în principal refractarității și conductivității electrice ale acestuia. Deci, în metalurgie, grafitul este folosit pentru producția de creuzete refractare, capace pentru termocupluri și vase de cristalizare. În turnătorie, pulberea de grafit este folosită ca pulbere antiaderentă, precum și pentru lubrifierea matrițelor.

Pastele de șlefuit și de lustruit sunt realizate din amestecuri de coloid-grafit, cum ar fi grafitul C-1.

Bun conductiv electric permit să fie utilizat pentru producerea de electrozi și contacte ale unor dispozitive electrice. Pe lângă producția de creioane, grafitul este folosit pentru a face vopsele și lubrifianți rezistenti la căldură, pentru a umple materialele plastice.

Chiar și în ingineria nucleară, proprietățile remarcabile ale grafitului își găsesc aplicarea, în primul rând, aceasta este capacitatea sa de a încetini electronii din reactoare. În duzele științei rachetelor motoare racheteși multe elemente de protecție termică sunt produse și folosind grafit.

Lumea pietrelor este bogată și variată. Multe rase se disting nu numai prin frumusețea lor exterioară, ci și prin unicitatea compoziției lor chimice și fizice. Fiecare mineral este valoros în felul său, a fost folosit în diferite industrii încă din cele mai vechi timpuri, originea vieții pe pământ. Una dintre aceste pietre speciale este grafitul, o modificare a carbonului care arată ca cărbunele obișnuit. Văzând piatra pentru prima dată, ai impresia că arată ca un cărbune negru obișnuit, dar după ce a aflat despre proprietăți, mineralul este clasat mai aproape de diamant.

Deja în antichitate, la primele descoperiri ale unei pietre, oamenii au observat proprietățile sale uimitoare. Au început să folosească activ elementul natural în viață. Grafitul a devenit prima „cretă” pentru aplicarea inscripțiilor în stâncă, a literelor. Astăzi, puține s-au schimbat, această pepită este încă valoroasă, utilizată pe scară largă în multe domenii, este la mare căutare, producție mare, relativ preturi mici.

Descrierea mineralului grafit

Materialul natural are o structură densă, dar este suficient să aplicați un efort ușor și piatra se va crăpa ușor. Moliciunea elementului natural permite o prelucrare rapidă. Structura stratificată a mineralului îl face diferit de alte pietre. Atomii de carbon sunt celule hexagonale mici care se formează în rânduri regulate. Între ele, rândurile sunt slab conectate, dar elementele rândurilor sunt strâns legate între ele. Această structură explică despicarea ușoară a pietrei naturale, chiar și cu cel mai mic efort.

O piatră neagră, densă este extrasă din adâncuri, se distinge prin duritatea sa, capacitatea de a lăsa urme pe o suprafață plană. De aceea, mineralul a fost numit de greci „grafit”, din cuvântul pe care îl scriu – „graf”. Alte popoare au numit rasa plumb negru, skalnik, slivovik, fier carbonic. Nume similare au fost asociate cu forma în care a fost găsită rasa. Uneori, în exterior, mineralul semăna cu picături suspendate, pietre care aveau o nuanță întunecată deosebită, turnate ca o prună cu o nuanță de oțel argintiu strălucitor.

Diamant și Grafit

Un astfel de aspect unic este inerent unui element natural datorită faptului că nu este format în formă pură dar include și alte rase. Impuritățile incluse în piatră sunt diferite; chiar și aur poate fi găsit în ea. De aceea este necesar să se efectueze mai multe etape de purificare înainte de a se obține un material natural unic, pur.

În mod surprinzător, metalurgiștii știu că fonta fierbinte, atunci când este răcită, este capabilă să elibereze o cantitate mare de grafit artificial, care practic nu este inferioară ca proprietăți față de omologul său natural. Prin urmare, astăzi este destul de posibil să obțineți un înlocuitor artificial pentru de neînlocuit material natural.

Domeniul și producția

Puteți găsi zăcăminte de grafit în multe părți ale lumii. Numărul total de resurse fluctuează în limita a 600 de milioane de tone. Puțin peste 600 de mii de tone de mineral sunt extrase anual. Mineritul se desfășoară în China, Republica Cehă, Mexic, Coreea de Sud, Brazilia, Ucraina, Canada, Rusia și alte țări.

Originea unei resurse naturale este situată lângă alte roci. Adesea, depozitele de grafit natural sunt situate lângă roci calcaroase, de granit, gneis, mica. Sunt incluziuni fibroase, cristaline.

Acumulările mari de mineral sunt mase opace, pământoase, cenușii, solzoase, forma lor variază în funcție de depozit. De aici, de fapt, nuanța pietrei, care variază de la gri, oțel, până la negru. Bucățile de mineral sunt extrase prin metode subterane, căi deschise se extrage minereu de grafit.

• turnătorie;
• elementar;
• cărbune electric;
• baterie;
• creion;
• formă lubrifiantă de grafit.

În plus, o marcă specială, concepută exclusiv pentru reactoare nucleare, este considerată deosebit de valoroasă. Producția se bazează pe Cerințe generale la produsele prezentate în conformitate cu scopul.

Proprietati fizice si chimice

Grafitul se distinge prin densitate, diamagnetism, conductivitate termică bună, care este de cinci ori mai mare decât cărămida. Mineralul se pretează la topire la o temperatură de 3845-3890 °C. Fierbe la 4.200 °C, căldura degajată în timpul arderii ajunge la limita de 7.832 kcal.

Material în legătură cu orice lichid, gaz, solide, rămâne inert. În metalele topite, al căror punct de topire este mai mare decât piatra în sine, se dizolvă complet. Interacțiunea cu alte substanțe în timpul perioadei de topire este permisă.

Densitatea rocii este de 2,23 g / cm3, este ușor îndoită, tăiată. Densitatea pe scara Mohs nu depășește cifra 1. Restul elastic, plastic, uleios, grafitul și-a găsit aplicație largă în industrie, este folosit ca componentă lubrifiantă.

Comparația proprietăților grafitului și diamantului

În ciuda faptului că grafitul și diamantul sunt considerate subspecii de carbon, mineralele au o diferență semnificativă. Densitatea grafitului, spre deosebire de diamant, este cu 9 unități mai mică pe scara Mohs. Principala diferență este în aranjarea rețelei atomice. Atomul de carbon al unui diamant se conectează la patru din apropiere. Cu toate acestea, dacă grafitul este plasat într-un mediu peste 1.500 °C, atunci rețeaua sa cristalină poate trece ușor în structură similară cu diamantul. De aceea, uneori, puteți auzi o declarație comică că grafitul poate fi considerat fratele diamantelor și cărbunelui.

Zona de aplicare

Caracteristica principală a grafitului poate fi considerată domeniul său de aplicare la scară largă. Acest mineral este folosit într-o formă sau alta nu numai în zonele industriale, ci și în viața de zi cu zi, fiecare persoană folosește aproape zilnic obiecte care sunt realizate pe bază de grafit. Produsele, substanțele din grafit sunt de înaltă calitate, termen lung funcționarea, prin urmare, rămân la cerere, uneori chiar de neînlocuit. Formarea diferitelor tipuri de piese se realizează datorită plasticității ridicate a materialului. În stare solidă, elementul natural rămâne cât mai accesibil pentru prelucrare.

În activitatea de turnătorie, pulberea de grafit este folosită ca lubrifiant pentru turnarea matrițelor. Industria metalurgică, pe baza unui mineral unic, produce oale refractare, produce matrițe pentru diferite aliaje, recipiente unice pentru cristalizarea diverselor substanțe. Mineralul a devenit un „ingredient” al cărămizilor refractare, al vopselelor, al creioanelor, al șlefuirii, al pastelor de lustruit și al materialelor plastice. Vopseaua bazată pe o astfel de componentă are proprietăți anticorozive și este utilizată atunci când vopsiți metalul, betonul și fonta. Grafitul este indispensabil în fabricarea electrozilor și a firelor electrice. Datorită grafitului, se produc forme artificiale de diamant.

Industria ingineriei folosește mineralul la fabricarea pistonului, a rulmenților, la prelucrare balamaua ușii, lanțuri de biciclete, motociclete, arcuri auto. Chiar și medicina a apreciat mineralul natural, găsindu-și aplicație în tratamentul patologiilor cutanate. Se crede că substanța este capabilă să accelereze vindecarea, resorbția cicatricilor, să prevină apariția aderențelor și să îmbunătățească funcțiile metabolice ale corpului. Cu astfel de proprietăți vindecătoare, grafitul a devenit aproape componenta principală a multor medicamente extrem de eficiente.

Grafitul este un mineral folosit într-o mare varietate de industrii. Popularitatea sa se datorează proprietăților sale unice (moliciune, mecanice usoare prelucrare, conductivitate electrică ridicată, inerție chimică).

Există tipuri artificiale din acest material, care sunt, de asemenea, foarte populare. Ele sunt folosite nu numai în zone diferite industrie, dar și pentru studii microscopice (ca material de calibrare).

Aplicarea grafitului artificial

Folosit în următoarele industrii:

• inginerie mecanică;
• Tehnologia nucleară;
• Metalurgie;
• Productie de inginerie electrica;
• Industria chimica.

Adesea, se folosesc varietăți de grafit artificial impregnat cu diverse rășini sintetice. Sunt folosite pentru a crea echipamente chimice, sunt indispensabile în fabricarea supapelor de închidere sau de conectare.

Grafitul artificial este, de asemenea, fabricat din:

• Garnituri de capăt;
• Rulmenți;
• Clădiri de reactoare;
• Căptușeală gresie.

Utilizarea grafitului natural

Acest mineral are o gamă largă de aplicații și este indispensabil într-o varietate de industrii.

Unde se folosește grafitul?

• inginerie mecanică;
• Industria chimica;
• Metalurgie;
• Productie materiale de construcții- acest mineral servește ca una dintre componentele de neînlocuit în producția de cărămizi, în special a celor refractare;
• Energie nucleară - este folosită ca retard de neuroni;
• Productie de aparate electrice - pentru fabricarea contactelor electrice, precum si a electrozilor;
• Medicament.

Utilizarea grafitului în metalurgie:

• În această zonă se realizează din grafit matrițe pentru aliaje, oale refractare, precum și recipiente în care are loc cristalizarea;
• Din el se fac creuzete de topire;
• Grafitul poate fi folosit pentru a satura metale cu carbon (adică, carbonizare), precum și pentru a crea metale reactive;
• Pulberea de grafit este adesea folosită ca lubrifiant pentru matrițe.

Inginerie mecanică: pentru ce este folosit grafitul

În această industrie, utilizarea mineralului este, de asemenea, foarte diversă. Proprietățile sale fac grafitul indispensabil în crearea unei game largi de produse.

În inginerie mecanică, grafitul este folosit pentru a produce:

• Plăci de căptușeală;
• Electrozi (grafit);
• Diverse elemente de încălzire;
• Pulberi și paste pentru etanșarea contactelor, de exemplu, în golurile cap la cap;
• Contacte culisante (perii electrice);
• Rulmenți, inele de etanșare;
• acoperiri electrostatice.

Grafitul în industria chimică:

• Din acest mineral sunt produse o varietate de lubrifianți, care sunt utilizați atât în ​​producție, cât și în viața de zi cu zi;
• Este o umplutură pentru unele tipuri de materiale plastice;
• Este folosit pentru sinteza diamantelor artificiale;
• Indispensabil în fabricarea vopselelor care au proprietăți anticorozive excelente, precum și a diferitelor lacuri;
• Este folosit ca umplutură pentru amestecuri tehnologice;
• Poate servi ca plastifiant;
• Este una dintre componentele adezivului pentru conectarea țesăturilor cauciucate;
• Incluse în aditivi și umpluturi anti-fricțiune (pentru uleiuri de transmisie sau de motor), lichide de răcire;
• Este folosit pentru fabricarea bateriilor alcaline.

Grafit: aplicație în medicină

Acest mineral face parte din multe medicamente(în primul rând homeopat). Este folosit pentru boli dermatologice, precum și pentru formarea de cicatrici sau aderențe, tulburări metabolice.

Creioanele sunt, de asemenea, făcute din grafit negru.

Cuvântul grafit în greacă înseamnă „eu scriu”. Un mineral cu acest nume în natură se formează la temperaturi ridicate în rocile vulcanice.

Caracteristicile grafitului

Grafitul este un reprezentant al unei clase de elemente native de înaltă rezistență. Structura sa are un număr mare de straturi.

Există două tipuri de grafit găsite în natură:

• macrocristalin,
• fin-cristalină.

În funcție de dimensiunea cristalelor și aranjarea lor unul față de celălalt, în natură se găsesc următoarele tipuri de grafit:

• clar cristalin,
• criptocristalin.

Grafitul are o structură destul de stratificată. Fiecare dintre straturi are o formă ondulată. Ea este subestimată.

Grafitul este unul dintre elementele care constă predominant din cristale. marimi diferite. Au o structură din plastic și solzi mici de-a lungul marginilor. În ceea ce privește puterea lor, ele pot fi comparate cu diamantele.

Rețeaua cristalină a grafitului constă dintr-un număr mare de straturi care au un aranjament diferit unul față de celălalt.

Astăzi, se produce adesea grafit artificial, care este creat dintr-un amestec de diferite substanțe. Este folosit în diferite ramuri ale activității umane. Grafitul obținut artificial are un număr mare de tipuri.

ÎN lumea modernă Este planificată extragerea aurului din grafit. Oamenii de știință au descoperit că o tonă de grafit conține aproximativ 18 grame de aur. Această cantitate de minereu de aur este inerentă zăcămintelor de aur. În prezent, este posibil să obțineți aur din grafit nu numai în țara noastră, ci și în alte țări ale lumii.

Proprietățile fizice ale grafitului

Una dintre principalele proprietăți ale grafitului este capacitatea sa de a conduce electricitatea. Proprietățile sale fizice diferă de cele ale diamantului prin faptul că nu are un nivel atât de ridicat de duritate. Structura sa este inițial destul de moale. Cu toate acestea, atunci când este încălzit, devine tare și fragil. Materialul începe să se prăbușească.

Proprietățile fizice ale grafitului sunt următoarele:

1. nu se dizolvă în acid.
2. topirea grafitului la temperaturi sub 3800 de grade Celsius este imposibilă.
3. după încălzire capătă o structură dură și fragilă.

Acestea sunt departe de toate proprietățile grafitului. Există mai multe opțiuni care fac acest element unic.

Grafitul are următoarele caracteristici:

• punctul de topire al grafitului este de 3890 de grade Celsius,
• culoarea grafitului este gri închis cu o strălucire metalică,
• capacitatea termică a grafitului este de 0,720 kJ
• rezistivitatea grafitului este de 800.000 10−8 (Ohmmetru).

Atenţie: Singurul parametru al tuturor caracteristicilor grafitului, care depinde de tipul de element, este conductivitatea termică a grafitului. Este de la 278,4 la 2435 W / (m * K).

Masa. Proprietățile fizice ale grafitului.

Exploatarea grafitului

Exploatarea grafitului este un proces complex. Pentru aceasta, au fost create un număr mare de soiuri de echipamente. Este folosit pentru extragerea și zdrobirea elementului. Depozitele de grafit se găsesc de obicei la adâncime subteran. Din acest motiv se folosesc cel mai des instalațiile de foraj, care vă permit să ajungeți la depozitul acestui element.

Aplicarea grafitului

După cum știți, un astfel de material precum grafitul are un număr mare de calități unice. Ei sunt cei care determină domeniul de aplicare al acesteia. Mulțumită. Ce materialul dat Este rezistent la temperaturi ridicate; este utilizat pentru producerea plăcilor de căptușeală.

Utilizarea grafitului este folosită și în industria nucleară. Acolo joacă un rol important în moderarea neutronilor.

De asemenea, este posibil să obțineți un diamant din grafit. În lumea modernă, este posibil să se obțină un diamant sintetic, care, din punct de vedere al calităților și aspect va semăna cu materialul natural.

Grafitul pirolitic este formă specială un element precum grafitul. Această varietate a ei a găsit o largă aplicație în domeniul cercetării microscopice. Este folosit ca material de calibrare.

Grafit. Proprietăți, aplicație

Este folosit cel mai adesea în microscopia de scanare cu tunel și microscopia cu forță atomică. Acest soi grafitul aparține categoriei de sintetice. Se poate obține prin încălzirea cocsului și smoală.

Datorită grafitului, se pot obține metale active din punct de vedere chimic prin electroliză. Această metodă de utilizare a elementului se explică prin faptul că grafitul are o conductivitate electrică destul de bună.

În producția de produse din plastic și-a găsit aplicația și grafitul. Este folosit pentru a umple plastic.

Cea mai faimoasă metodă de utilizare a grafitului este producția de miezuri pentru creioane simple obișnuite, cu care oamenii sunt atât de obișnuiți.

Ce este grafitul? Formula, proprietățile și aplicarea grafitului

Grafit. Proprietăți, aplicație

Grafitele sunt substanțe de culoare cenușie, cu un luciu metalic, amorf, cristalin sau cu structură fibroasă, unsuroase la atingere, cu greutate specifică de la 1,9 la 2,6.
În aparență, grafitul are o culoare gri-plumb metalic, variind de la argintiu la negru, cu o strălucire grasă caracteristică.
Prin urmare, consumatorii numesc adesea grafiții clar-cristalin argintii, iar criptocristalin - negru.

În funcție de structura structurală, grafiții sunt împărțiți în:
clar cristalin,
criptocristalin,
grafitoizi,

Mina de grafit. Foto: born1945

Rețeaua cristalină a grafitului constă numai din atomi de carbon. Rețeaua cristalină de grafit are o structură stratificată pronunțată, distanța dintre straturi este de 0,335 nm. În rețeaua cristalină a grafitului, fiecare atom de carbon este legat de alți trei atomi de carbon care îl înconjoară. Rețeaua cristalină a grafitului este de două tipuri: hexagonală (α-grafit) și romboedrică (β-grafit, formă metastabilă). Atomii de carbon ai fiecărui strat al rețelei cristaline de α-grafit sunt situați vizavi de centrele hexagoanelor situate în straturile adiacente (inferioare și superioare); poziţia straturilor se repetă printr-unul, fiecare strat este deplasat faţă de celălalt pe direcţia orizontală cu 0,1418 nm (aşezare ABAB). În rețeaua romboedrică de β-grafit, poziția straturi plate se repetă nu printr-un strat, ca într-o rețea hexagonală, ci prin două. În ciuda faptului că β-grafitul este metastabil, conținutul său în grafit natural poate ajunge până la 30%. La temperaturi de 2230-3030°C, grafitul romboedric se transformă complet în hexagonal. Grafitul alfa și grafitul beta au proprietăți fizice similare (cu excepția unei structuri de grafen ușor diferite).
Conductivitatea electrică a cristalelor de grafit este anizotropă: aproape de metal pe direcția paralelă cu planul bazal și cu un ordin de mărime mai mic pe direcția perpendiculară. Anizotropia este, de asemenea, caracteristică transmisiei sunetului (proprietăți acustice) și proprietăților de conducție termică ale grafitului.

proprietățile grafitului

Utilizarea pe scară largă a grafitului se bazează pe mai multe proprietăți unice:
- conductivitate electrică bună;
- rezistenta la medii agresive;
- rezistenta la temperaturi ridicate;
- lubrifiere mare.

Proprietăți electrice
Conductivitatea electrică a grafitului este de 2,5 ori mai mare decât a mercurului. La o temperatură de 0 grade. rezistivitate curent electric este în intervalul de la 0,390 la 0,602 ohmi. Limita inferioară a rezistivității pentru toate tipurile de grafit este aceeași și egală cu 0,0075 ohm.

Proprietati termice

Punctul de topire al grafitului este de 3845-3890 C la o presiune de 1 până la 0,9 atm.

Proprietăți magnetice

levitație de grafit. Fotografie: yellowcloud

Solubilitatea grafitului

Elasticitatea grafitului

Proprietati optice

Aplicarea grafitului

Grafitul natural este utilizat în multe procese tehnologice și de producție: refractare (de înaltă calitate, grafit-magneziu, aluminiu-grafit), turnătorie, garnituri de frână, lubrifianți, producție de creion, creuzete, baterii galvanice, baterii alcaline, metalurgie a pulberilor, carbon-grafit. materiale (perii electrice, produse electrocarbon, materiale antifricțiune), producție de oțel, grafit termoexpandat, alte zone (agenți de colorare și lustruire), materiale ignifuge, piese electrice, benzi magnetice, producție industrială de diamante, suspensii de răcire și lubrifiere).

Grafitul zdrobit artificial este destinat carburării fontei și a oțelului în procese cu focar deschis, convertizor de oxigen și topire electrică a oțelului în fabricarea oțelului cu o proporție redusă de fier în sarcină, pentru spumarea zgurii în procese metalurgice, la fabricarea carbonului. -materiale și produse din grafit, ca umplutură pentru materialele plastice din grafit și ca produse independente în alte industrii consumatoare.

Industria autohtonă produce o gamă largă de perii electrice din grafit pentru diverse mașini electrice, cărbuni electrici de iluminat pentru proiectoare și pentru demonstrarea și filmarea filmelor, baterii elementare - galvanice, sudare și pentru analiză spectrală, produse pentru tehnologia electrovacuum și tehnologia comunicațiilor.

Grafitul servește ca aditiv de subțiere foarte refractar în masele ceramice. Conferă refractaritate ridicată, conductivitate termică și stabilitate termică masei creuzetului, conferă creuzetului o suprafață netedă, la care metalul topit nu aderă bine. Reduce oxizii metalici la temperaturi ridicate și previne oxidarea metalelor.

De cea mai mare importanță este producerea creuzetelor de topire a grafitului, precum și a capacelor pentru acestea. În plus, extensiile și suporturile pentru creuzete, creuzetele pentru cuptoare speciale și retorte sunt realizate din grafit. Băi pentru lipire, băi pentru tragerea de baghete de creion, mufe de grafit-carborundum și alte produse. Fiind un material foarte refractar, grafitul cristalin este utilizat la fabricarea de produse de înaltă calitate, foarte refractare, pentru montarea furnalelor, cuptoarelor și cazanelor cu abur.

Dizolvare - grafit

Pagina 1

Dizolvarea grafitului în faza y este un proces important în timpul normalizării (precum și în timpul întăririi) fontei cu structură feritică sau ferită-perlită. Acest proces este similar cu cementarea oțelului; diferența este că, în timpul cementării, stratul de suprafață al piesei de oțel este saturat cu carbon din mediul extern, iar când turnarea de fier este încălzită de un carburator, există numeroase incluziuni de grafit situate în baza metalică, iar saturația de carbon are loc pe tot parcursul întregul volum al turnării. Temperatura afectează dizolvarea carbonului în austenita unei turnări de fier: odată cu creșterea temperaturii de încălzire, solubilitatea carbonului în faza y crește brusc. Ca urmare a normalizării fontei cu structura inițială a masei principale de ferită sau ferită și perlit, se obține o structură de perlită sau perlită asemănătoare sorbitului cu duritate și rezistență crescute.

Procesul de dizolvare a grafitului are loc destul de rapid numai la temperaturi ridicate.

Pe măsură ce grafitul se dizolvă la contactul rece și concentrația de carbon din topitură crește, zona în care SG (TC) SA (TC) se extinde către temperaturi mai ridicate și suprasaturații mai mici.

Datele termodinamice pentru dizolvarea grafitului sunt încă rare și adesea contradictorii. Problema entalpiei procesului nu este complet clară.

Când este încălzit, grafitul se dizolvă în austenită și, prin urmare, în ciuda structurii inițiale diferite a fontei, austenita cu o concentrație de carbon eutectoid sau hipereutectoid suferă o transformare la răcire.

Porii formați în timpul dizolvării grafitului și decarburării fontei sunt umpluți parțial sau complet cu oxizi. Alături de fier, siliciul și manganul se oxidează, formând compuși stabili cu oxigenul. Ca și la suprafață, stratul oxidat din cea mai mare parte a piesei turnate are o structură eterogenă.

Din datele analizei dilatometrice rezultă posibilitatea formării porilor în timpul dizolvării grafitului. Dacă procesul de dizolvare a grafitului ar fi reversibil, dimensiunile probelor în timpul izolării și dizolvării grafitului s-ar modifica cu aceeași valoare, dar semn opus.

S-a stabilit că atunci când grafitul este dizolvat în fier lichid, valoarea D)/s are o valoare pozitivă pe întregul interval de concentrație și este aproape de 5000 cal/mol la NG 0 1. Modificarea entropiei DL c depășește valorile corespunzătoare soluțiilor ideale; cu o creștere a concentrației de carbon, valorile reale ale DL c scad mai repede decât valorile corespunzătoare soluțiilor ideale.

Astfel, mecanismul principal de dizolvare a grafitului pare a fi difuzia prin contact direct. În acest caz, carburarea fierului poate fi rezultatul difuziei carbonului pe suprafața porului către acele zone în care se păstrează contactul cu matricea și, mai departe, prin limită și difuzie în vrac. Nu se observă o diferență mare de carburare de-a lungul conturului incluziunii, ceea ce poate fi realizat dacă difuzia de suprafață predomină semnificativ asupra difuziei de volum. În multe perechi de difuzie, un astfel de raport al ratelor de difuzie are loc de fapt; cu toate acestea, nu se știe în ce măsură acest lucru poate fi adevărat pentru aliajele Fe-Si-C.

Pe baza imaginii microscopice a dizolvării grafitului discutată mai sus, nu este dificil de explicat efectul temperaturii de austenitizare și al impurităților tensioactive. Când este încălzit, solubilitatea carbonului în austenită crește, astfel încât o scădere a coeziunii grafitului este însoțită de o creștere a aderenței grafitului la matrice. Ca urmare, restabilirea contactului a două faze prin distrugerea grafitului se realizează mai des. Concomitent cu încălzirea crește și rolul gazelor. Aditiv pentru elementele din fontă care reduc tensiune de suprafata matricea și, prin urmare, slăbește aderența, ar trebui să prevină carburarea. Impuritățile care măresc puterea de legătură în planurile bazale ale grafitului pot, de asemenea, să întârzie dizolvarea.

proprietățile grafitului

Al doilea tip de interacțiune are loc în timpul dizolvării grafitului sau diamantului în metale lichide. În aceste condiții, umezirea grafitului este mai puțin intensă decât în ​​primul caz.

A doua modalitate este de a folosi caracteristicile termodinamice ale proceselor asociate cu dizolvarea grafitului în fier lichid.

Pagini:      1    2    3    4

GRAFIT (din grecescul grapho - scriu * a. grafit, plumb negru, plumbago; n. Grafit; f. grafit; și. grafito) - un mineral din clasa elementelor native, una dintre modificările polimorfe ale carbonului, termodinamic stabil în condiții Scoarta terestra. Impurități ale gazelor (CO2, CO, H, CH4), uneori apă, bitum, precum și Si, Al, Mg, Ca etc. Cristalizează în singonia hexagonală. Structura este stratificată. Cristalele bine formate sunt rare; ele arată ca niște tablete hexagonale cu o față basopinacoidă bine dezvoltată. Se notează dublu. De obicei formează agregate zonale solzoase, columnare, masive, reniforme, sferulitice, asemănătoare sferulitice și cilindrice.

proprietățile grafitului

Grafitul natural se distinge prin dimensiunea cristalelor și aranjarea lor reciprocă în clar cristalin și criptocristalin.

Utilizarea grafitului în diverse industrii

Dimensiunea primului depășește 1 micron, al doilea - mai puțin de 1 micron. În industrie, grafitul cu granulație grosieră (mai mult de 50 microni), grafitul fin-cristalin (mai puțin de 50 microni) și grafitul fin-cristalin (mai puțin de 10 microni) se disting prin dimensiunea cristalelor. Decolteul pinacoid este foarte perfect. Linia este de la gri închis la negru. Grase la atingere, mâini murdare. Metalic lucios. Anizotrop. Duritate la scară mineralogică 1-2. Densitate 2250 kg/m3. Ignifug - nu se va topi presiune normală, temperatura de sublimare este peste 4000 K. Conductiv electric - rezistența electrică a cristalelor este de 0,42,10-4 Ohm / m, pulberi fine - 8-20,10-2 Ohm / m. Rezistent chimic. Caracteristicile sunt, de asemenea, modulul de elasticitate scăzut, capacitatea termică specifică mare, rezistența bună la șoc termic, rezistența la coroziune, capacitatea mare de moderare a neutronilor și o secțiune transversală mică pentru captarea lor. După origine - metamorfică, magmatică. Acumulările industriale sunt asociate în principal cu depozitele metamorfice. Depozitele magmatice sunt rare și limitate la roci alcaline și ultrabazice. Compoziția materială a minereurilor depinde de geneză. Minerale silicate (cuart, feldspat, mica, minerale argiloase) sunt de obicei prezente. În marmură, grafitul este de obicei asociat cu carbonați. Nefelina, wollastonita și caolinitul pot fi extrase ca minerale asociate. Există trei tipuri de minereuri de grafit: solzoase, dens cristaline, criptocristaline.

depozit de grafit

Depozitele de fulgi de grafit sunt localizate în gneisuri, cuarțite și marmură. Ele se formează în timpul metamorfismului straturilor sedimentare antice. Forma depozitelor este stratificată și lenticulară, consistentă ca grosime și lungime. Fulgii de grafit formează diseminare împrăștiată în rocă. Conținutul de carbon din minereu este în medie de 3-18%. Depozitele de grafit sunt cunoscute în CCCP (de exemplu, Taiginskoye, Ural; Zavalyevskoye, RSS Ucraineană), Austria, Cehoslovacia, Germania, India, Madagascar (regiunea Fanandrana), Brazilia, KHP, Canada.

Grafitul dens-cristalin alcatuieste vene si lentile in depozite de geneza sau cuiburi hidrotermal-pneumalite, lentile si diseminare in depozite de reactie de contact. Depozitele pneumatolitice-hidrotermale sunt asociate cu filoane de pegmatită, cuarț, feldspat și calcit consoane, care se intersectează mai rar. Depozitele de reacție de contact sunt limitate la zonele de contact ale rocilor carbonatate și șist îmbogățite în carbon cu roci alcaline și gabroide, mai rar granite. Minereurile sunt compuse din feldspat, cuarț, mai rar mica, carbonat; în zonele skarn sunt îmbogățite în granat, wollastonit, piroxen, scapolit, precum și minerale din roci alcaline și gabroide (nefelină, cancrinită, sodalit, sfenă, apatită). Grafitul (de la cristalin grosier la fin) alcătuiește agregate solzoase și fibroase. Conținutul în minereuri este de 15-40%, la unele zăcăminte 60-90%. De obicei este exploatat în subteran. Zăcăminte binecunoscute sunt Bogala (Sri Lanka) și Botogol (CCCP).

Grafitul criptocristalin are o textură imperfectă și adesea conține un amestec de materie carbonică fin dispersată. Compune depozite puternice și extinse asemănătoare foilor, transformându-se uneori în cărbuni. Conținutul de carbon este de 80-90%. Principalele minerale care formează roci sunt cuarțul, feldspatul, sericitul, cloritul și calcitul. Grafitul se formează în timpul metamorfismului cărbunilor, șisturilor carbonice și bituminoase în apropierea intruziunilor. Zăcămintele sunt dezvoltate prin metode deschise și subterane. Principalele zăcăminte sunt situate în Mexic (statul Sonora), South Kopee, Austria (mina Kaysersberg), CCCP (zăcământul Noginskoye).

Obținerea grafitului

Principala metodă de îmbogățire a minereurilor criptocristaline este sortarea minereurilor, minereurile dens cristaline și în fulgi este flotația. Calitatea concentratelor este supusă restricțiilor privind conținutul de cenușă și distribuția dimensiunii particulelor (fulgii de grafit sunt evaluați în funcție de dimensiune). Minereurile criptocristaline sunt măcinate. În flotarea minereurilor de fulgi și dens cristaline, se folosesc colectoare - kerosen și alte hidrocarburi; agenți de spumă - ulei de pin, alcool; regulatori - sifon, alcali; depresori - amidon, reactivi pe bază de dextrină. Pentru a îmbunătăți selecția, sticla lichida. Flotația este urmată de clasificarea umedă, uscare, clasificarea aeruluiși operațiuni hidrometalurgice, inclusiv sinterizarea cu sodă, fierbere cenzură, levigare cu acid sulfuric, spălare, fierbere în soluție de sodă, spălare, uscare și separare magnetică uscată pentru a obține grafit într-un produs nemagnetic. La reglarea fină a grafitului în domeniul fulgilor, se utilizează electrosepararea.

Rezerve și aplicare

Rezerve mondiale de grafit (1978, mii de tone) în țările capitaliste și în curs de dezvoltare: fulgi - America de Sud 136; Europa, 3500; Africa, 5442; Asia, 900; dens cristalin - Asia, 2900; criptocristalin - America de Nord (fără SUA), 3084; Europa, 5623; Asia, 6168. Pentru exploatarea grafitului, vezi art. industria grafitului.

Alături de grafitul natural se folosește grafitul artificial, care se obține prin răcirea aliajelor suprasaturate cu carbon, prin descompunerea termică a hidrocarburilor gazoase, prin încălzirea antracitului, cocsului de petrol și smoală de gudron de cărbune. Grafitul este utilizat în metalurgie (creuzete, matrițe de turnare, vopsele antiaderente), în inginerie chimică (material de căptușeală, țevi etc.), în producția de colectoare pentru dinamo, electrozi, pulberi conductoare, lubrifianți, produse antifricțiune, în domeniul nuclear. tehnologie, în producția de creioane, vopsele, materiale termoizolante. Grafitul cocoloși artificial este folosit ca acoperire rezistentă la eroziune pentru duzele motoarelor rachete și camerele de ardere cu conuri de vârf.

Principalele proprietăți ale grafitului natural

grafit- substanțe de culoare cenușie cu strălucire metalică, amorfă, cristalină sau fibroasă, unse la atingere, greutate specifică de la 1,9 la 2,6. În aparență, grafitul are o culoare gri-plumb metalic, variind de la argintiu la negru, cu o strălucire grasă caracteristică.
Prin urmare, consumatorii se referă adesea la grafiții în mod explicit cristalin ca argintii, iar grafiții criptocristalini ca negru.

La atingere, grafitul este gras și se murdărește foarte bine. Pe suprafețe, dă cu ușurință o dungă argintie spre neagră, strălucitoare. Grafitul se distinge prin capacitatea sa de a adera la suprafețele solide, ceea ce permite crearea de pelicule subțiri atunci când este frecat pe suprafețe solide.

Grafitul este o formă alotropă de carbon, care se caracterizează printr-o structură cristalină specifică, care are o structură particulară.

În funcție de structura structurală, grafiții sunt împărțiți în:

• clar cristalin,
• criptocristalin,
• grafitoizi,
• materiale de grafit foarte dispersate, denumite în mod obișnuit cărbuni.
  La rândul lor, grafiții explicit cristalini sunt împărțiți în:
• dens cristalin (depozit de grafit Bogotol),
• solzoase (zăcământ de grafit Taiginsky).

În grafit în fulgi, cristalele sunt sub formă de plăci sau pliante. Solzii lor sunt uleios, plastici și au o strălucire metalică.

Cele mai importante proprietăți ale grafitului

Proprietăți electrice

Conductivitatea electrică a grafitului este de 2,5 ori mai mare decât a mercurului. La o temperatură de 0 grade.

Grafit - descrierea grafitului, proprietăți, extracție, aplicare, producție

rezistența specifică la curentul electric este în intervalul de la 0,390 la 0,602 ohmi. Limita inferioară a rezistivității pentru toate tipurile de grafit este aceeași și egală cu 0,0075 ohm.

Proprietati termice

Grafitul are o conductivitate termică ridicată, care este egală cu 3,55 W * grade/cm și ocupă un loc între paladiu și platină.

Coeficientul de conductivitate termică este de 0,041 (de 5 ori mai mare decât cel al unei cărămizi). Filamentele subțiri de grafit au o conductivitate termică mai mare decât filamentele de cupru.
Punctul de topire al grafitului este de 3845-3890 C la o presiune de 1 până la 0,9 atm.
Punctul de fierbere ajunge la 4200 C.
Temperatura de aprindere într-un jet de oxigen este de 700-730C pentru grafitul cristalin. Cantitatea de căldură obținută prin arderea grafitului este în intervalul de la 7832 la 7856 kcal.

Proprietăți magnetice

Grafitul este considerat diamagnetic.

Solubilitatea grafitului

Este inert din punct de vedere chimic și nu se dizolvă în alți solvenți decât metalele topite, în special cele în care punct inalt topire. Când sunt dizolvate, se formează carburi, ale căror proprietăți cele mai importante sunt tungstenul, titanul, fierul, calciul și carburile de bor.
La temperaturi obișnuite, grafitul se combină cu alte substanțe foarte greu, dar la temperaturi ridicate formează compuși chimici cu multe elemente.

Elasticitatea grafitului

Grafitul nu are elasticitate, dar cu toate acestea poate fi tăiat și îndoit. Sârma de grafit este ușor îndoită și răsucită într-o spirală, iar atunci când este rulată dă o alungire de aproximativ 10%. Rezistența la tracțiune a unui astfel de fir este de 2 kg/mm2, iar modulul de îndoire este de 836 kg/mm2.

Proprietati optice

Coeficientul de absorbție a luminii al grafitului este constant pentru întregul spectru și nu depinde de temperatura de radiație a corpului; pentru filamentele subțiri de grafit, este egal cu 0,77, cu o creștere a cristalelor de grafit, absorbția luminii este deja în intervalul 0,52-0,55.

Conținutul de grăsime și plasticitatea grafitului sunt cele mai importante proprietăți care fac posibilă utilizarea pe scară largă în industrie. Cu cât conținutul de grăsime al grafitului este mai mare, cu atât coeficientul de frecare este mai mic. Conținutul de grăsime al grafitului determină utilizarea acestuia ca lubrifiant, precum și capacitatea de a se lipi de suprafețele solide.

Datorită acestor proprietăți, este posibil să se creeze pelicule subțiri prin frecarea suprafeței solidelor cu grafit.

Coeficientul scăzut de dilatare termică a grafitului și rezistența ridicată asociată la solicitările termice este un factor decisiv în utilizarea acestuia ca material auxiliar important și indispensabil în industria metalurgică, turnătoriei fierului și siderurgiei, de exemplu. oriunde suprafetele de lucru trebuie protejate de expunerea directa la metalul topit. Un avantaj important în această utilizare este, de asemenea, neumezibilitatea, metalele complet reduse și zgura neutră, rezistența la temperaturi ridicate. Utilizarea grafitului în turnarea pieselor îmbunătățește calitatea pieselor turnate, reduce cantitatea de rebuturi și previne formarea de ardere, a căror îndepărtare necesită efort și cheltuieli mari.

Formele și miezurile brute de turnare sunt acoperite cu un strat de pulbere uscată de grafit. Grafitul pur are cel mai mic coeficient de absorbție a neutronilor și cel mai mare coeficient de moderare, ceea ce îl face indispensabil în reactoarele nucleare. Fără electrozi de grafit, dezvoltarea industriei chimice feroase și neferoase este de neconceput.

Grafitul este un material excelent de căptușeală pentru electrolizoarele pentru producția de aluminiu. Materialele care conțin carbon sunt utilizate pentru construcția cuptoarelor electrice și a altor unități termice.

Din grafit se prepară creuzetele, bărci pentru producția de aliaje superdure.
În industria chimică, materialele de grafit sunt indispensabile pentru producerea schimbătoarelor de căldură care funcționează în medii agresive.

Și, de asemenea, pentru fabricarea de încălzitoare, condensatoare, evaporatoare, frigidere, scrubere, coloane de distilare, duze, duze, robinete, piese pentru pompe, filtre.
Industria autohtonă produce o gamă largă de perii electrice din grafit pentru diverse mașini electrice, cărbuni electrici de iluminat pentru proiectoare și pentru demonstrarea și filmarea filmelor, baterii elementare - galvanice, sudare și pentru analiză spectrală, produse pentru tehnologia electrovacuum și tehnologia comunicațiilor.

În inginerie mecanică, grafitul este utilizat ca material antifricțiune pentru rulmenți, inele de frecare, etanșări mecanice și de piston și rulmenți axiali.

Minerale și roci / Descrierea mineralului Grafit