Grafit - vlastnosti, druhy, zloženie a použitie. Fyzikálne vlastnosti a fotografia grafitu

Každý pozná také látky ako grafit a diamant. Grafit sa nachádza všade. Vyrábajú sa z neho napríklad tyče na jednoduché ceruzky. Grafit je látka pomerne cenovo dostupná a lacná. Ale látka ako diamant je veľmi odlišná od grafitu. Diamant je najdrahší kameň, na rozdiel od grafitu veľmi vzácny a priehľadný. Je ťažké tomu uveriť, ale chemický vzorec grafitu je rovnaký ako vzorec diamantu. V tomto článku preskúmame, ako je to možné.

Grafit: história a vlastnosti minerálu

História grafitu siaha tisíce rokov dozadu presný rok začiatok jeho používania je mimoriadne ťažké stanoviť. Grafit je známy tým, že je dobrým vodičom elektriny. Okrem toho je tento minerál veľmi krehký. Preto sa z neho vyrábajú ceruzkové tyče.

Medzi chemické vlastnosti minerálu patrí tvorba inklúznych zlúčenín s mnohými látkami, ako sú soli a minerál sa nerozpúšťa v kyselinách.

Vzorec grafitu je C, to znamená, že je to jeden zo známych šiestych prvkov periodickej tabuľky - uhlík.

Diamant: história a vlastnosti minerálu

História diamantu je veľmi nezvyčajná. Predpokladá sa, že prvý diamant bol nájdený v Indii. V tom čase ľudstvo nedokázalo pochopiť plnú silu tohto kameňa. Geológovia vedeli len to, že tento kameň je veľmi tvrdý a odolný. Až do 15. storočia mali diamanty oveľa menšiu cenu ako smaragdy a rubíny. A až potom neznámy klenotník v procese práce s kameňom dal krásny brus, ktorý sa neskôr stal známym ako diamantový brus. Vtedy sa kameň ukázal v celej svojej kráse.

Diamanty sa používajú najmä v priemysle. Tento minerál je najodolnejší na celom svete, preto sa z neho vyrábajú brúsivá, frézy na spracovanie odolných kovov a mnoho ďalšieho.

Ako už vieme, vzorec grafitu v chémii je C a diamant má rovnaký vzorec.

Rozdiely medzi diamantom a grafitom

Napriek tomu, že minerály majú podobné chemické vzorce, výrazne sa od seba líšia tak vzhľadom, ako aj z chemického hľadiska.

Po prvé, diamant a grafit majú navzájom úplne odlišnú štruktúru. Koniec koncov, grafit pozostáva z mriežky šesťuholníkov, zatiaľ čo diamant má kubickú kryštálovú štruktúru. Krehkosť grafitu je spôsobená tým, že väzba medzi jeho vrstvami sa veľmi ľahko preruší, jeho atómy sú od seba potichu oddelené. Z tohto dôvodu grafit ľahko absorbuje svetlo, na rozdiel od diamantu je veľmi tmavý.

Líši sa tým, že jeden atóm uhlíka je obklopený ďalšími štyrmi atómami vo forme štvorstenného trojuholníka alebo pyramídy. Každý atóm je od seba v rovnakej vzdialenosti. Väzby medzi atómami sú veľmi silné, a preto je diamant taký tvrdý a pevný. Ďalšou vlastnosťou diamantu je, že dokáže viesť svetlo, na rozdiel od grafitu.

Je zvláštne, že vzorec grafitu je rovnaký ako vzorec diamantu, ale minerály sú úplne odlišné? Nie! Diamant totiž vzniká prírodou pri obrovskom tlaku a následne veľmi rýchlom ochladzovaní, kým grafit vzniká pri nízkom tlaku, no veľmi vysokej teplote.

látky?

Alotropné látky sú v chémii veľmi dôležitým pojmom. Toto je základ základov, ktorý umožňuje odlíšiť látky od seba.

V škole sa študujú alotropné látky na príklade grafitu a diamantu, ako aj ich rozdiely. Po preštudovaní rozdielov medzi diamantom a grafitom môžeme dospieť k záveru, že alotropia je existencia dvoch alebo viacerých látok, ktoré sa líšia svojou štruktúrou a vlastnosťami, ale majú podobné chemický vzorec alebo odkazujú na rovnaký chemický prvok.

Získavanie diamantu z grafitu

Grafitový vzorec - C - umožnil vedcom vykonať mnoho experimentov, v dôsledku ktorých sa našli alotropné látky grafitu.

Učitelia rozprávajú školákom aj študentom o tom, ako sa vedci pokúšali vytvoriť diamanty z grafitu. Tento príbeh je veľmi zaujímavý a fascinujúci a tiež vám umožňuje pripomenúť si existenciu takých alotropných látok, ako je grafit a diamant, a ich rozdiely.

Pred časom sa vedci pokúsili vytvoriť diamanty z grafitu. Verili, že ak je vzorec diamantu a grafitu rovnaký, potom budú schopní vytvoriť diamant, pretože kameň je veľmi drahý a vzácny. Teraz vieme, že diamantový minerál sa v prírode objavuje vtedy, keď vysoký tlak a okamžité chladenie. Vedci sa preto rozhodli vyhodiť do vzduchu grafit, čím vytvorili potrebné podmienky na vznik diamantu. A v skutočnosti sa stal zázrak, po výbuchu sa na grafite vytvorili veľmi malé diamantové kryštály.

Aplikácia grafitu a diamantu

Dnes sa grafit aj diamant využívajú najmä v priemysle. Ale asi 10% všetkej produkcie diamantov ide na šperky. Ceruzky sa najčastejšie vyrábajú z grafitu, pretože je veľmi krehký a krehký, pričom zanecháva stopy.

Je ťažké presne povedať, kedy si ľudstvo uvedomilo tento minerál. Mnohí vedci sa domnievajú, že komplikácia v tejto veci je spôsobená skutočnosťou, že grafit je podobný iným minerálom, ktoré majú farbiace vlastnosti. Ale archeológovia našli keramiku, ktorá sa používala asi pred 4000 rokmi a bola maľovaná grafitom.

Grafit je minerál, ktorý patrí do triedy prírodných prvkov, označuje jednu z modifikácií uhlíka. Štruktúra minerálu je vrstvená, samotné vrstvy sú slabo vyjadrené, takmer ploché a pozostávajú zo šesťuholníkových vrstiev atómov uhlíka. Samotný grafit je mäkký materiál, ktorý je ľahko mechanicky ovplyvniteľný a vzorec grafitu je celkom jednoduchý C - uhlík.

V prírode sa minerál nachádza na rovnakej úrovni ako sprievodné látky: pyrit, granát, spinel. V Tunguzskej kotline sa nachádzajú veľké ložiská grafitu, ako aj také horniny ako: kryštalické bridlice, ruly a mramor. Vznik grafitu závisí od vysokej teploty vulkanických a vyvrelých hornín a od pyrolýzy uhlia. Grafit je tiež súčasťou zloženia meteoritov. A zaujímavý fakt: v grafite sú kovy zo skupiny zlata, striebra a platiny prítomné vo veľmi malých pomeroch.

ložisko grafitu

Grafit je v priemyselnom sektore veľmi žiadaný. Asi 600 miliónov ton sa považuje za zásoby celého sveta a ročne sa z toho vyťaží 600 tisíc. najviac veľké krajiny, ktoré sa zaoberajú ťažbou tohto nerastu sú: Mexiko, Rusko, Čína, Česká republika, Južná Kórea, Kanada atď.

Okrem vyššie uvedených krajín existujú aj ďalšie veľké ložiská grafitu. Napríklad ostrov Srí Lanka je od roku 1834 významným producentom a dodávateľom tohto minerálu. Ložiská nerastov sa nachádzajú po celom ostrove a ložiská grafitu sú sústredené v strednej a juhovýchodnej časti. Zastúpené sú dve ťažené horniny: vrchovina (granulity, kremeň, charnockity) a juhozápadná (ruly, kalcifyry).

Ložiská grafitu v obrovskom podiele sa nachádzajú na Ukrajine, v ložisku Zavalevsky. Tento podiel je spojený s archejskými formáciami série Teterevo-Bugskaya. V sérii sú zastúpené sillimanitové a granátové ruly, kremeň, kryštalický vápenec atď. Ťažené nerasty majú priemyselný význam a sú tiež žiadané.

vlastnosti grafitu

Fyzikálne vlastnosti:

• Elektrická vodivosť.
• Má nízku tvrdosť, rozdiel oproti diamantu je kolosálny, hoci oba prvky sú uhlíkové poddruhy. Pri kalení pri vysokej teplote sa úroveň tvrdosti zvyšuje, avšak grafit sa stáva krehkejším materiálom;
• Tepelná vodivosť grafitu sa pohybuje od 100 do 357,7 W;
• Tepelná kapacita.

Chemické vlastnosti:

• Nerozpustný v neoxidačných kyselinách;
• Pri vysokých teplotách reaguje s kyslíkom a horí na oxid uhličitý;
• Tvorí inklúznu zlúčeninu s alkalickými kovmi, soľami.

Ako fyzické, tak aj Chemické vlastnosti počas spracovania sa môžu meniť, takže grafit má špeciálne triedy, ktoré označujú rozdiely.

Druhy grafitu

V prírode existujú dva typy grafitu:

• Šesťuholníkový, jeho charakteristický znak spočíva v kryštálovej mriežke, v ktorej je polovica atómov presne nad a pod stredom šesťuholníka;
• Rhombohedral, jeho zvláštnosťou je, že každá štvrtá vrstva opakuje prvú a po zahriatí na 1000 ° grafit nadobúda šesťuholníkový tvar.

Pre priemyselné práce je nevyhnutné brať do úvahy hustotu grafitu, ale vysoký stupeň tento ukazovateľ sa dosahuje vytvorením umelých druhov minerálov:

1. Achesonofského grafit: získanie zmesi koksu a smoly zahrievaním až na 2800 °;
2. Rekryštalizovaný grafit: termomechanické spracovanie zmesi koksu, smoly a prírodného grafitu;
3. Pyrografit: pyrolýza z plynných uhlíkov;
4. Vysokopecný grafit: chladenie veľkého objemu liatiny;
5. Karbidový grafit: tepelný rozklad karbidov.

Výroba a aplikácia grafitu

Grafit sa používa hlavne v priemyselnej oblasti:

1. Pri výrobe taviacich téglikov v dôsledku odolnosti grafitu voči zvýšeným teplotám;
2. Vo vykurovacích prvkoch, pretože tento minerál má chemickú odolnosť voči agresívnym látkam vodné roztoky ako aj elektrická vodivosť;
3. Na získanie hliníka;
4. V tuhých mazivách na tvorbu hustých hmôt a pást;
5. Grafit pôsobí ako plnivo do plastov;
6. Retardér neurónov v jadrových reakciách;
7. Pri výrobe syntetických diamantov;
8. Pri výrobe "jednoduchých" ceruziek;
9. Grafit sa používa aj pri spracovaní luku balistických rakiet a kozmická loď na tepelnú ochranu;
10. Na výrobu rôznych prvkov a nástrojov elektrických strojov (kefy), elektrických vozidiel, čerpacích zariadení (čepele, čepele) atď.
11. Aplikácia v potravinárskom priemysle.

Posledný bod na seba upozorňuje. Predtým, ako sa minerál použije v potravinárskych výrobkoch, prechádza starostlivým spracovaním. Grafit je zložkou parafínov, alkoholov, éterov a cukrov. Pokiaľ ide o cukor, je celkom ľahké sa o tom presvedčiť sami, ak vykonáte malý a jednoduchý experiment.

Kus cukru musí byť položený na tvrdý povrch a tesne uzavretý kovovým uzáverom na vrchu. Uzáver sa zahreje a spod neho by sa mal začať uvoľňovať plyn, ktorý sa musí zapáliť. Po úplnom vyhorení plynu môžete zdvihnúť uzáver. Na povrchu, kde bol cukor, zostane čierna hmota, ktorou je uhlie. No, uhlie je uhlík, z ktorého je vyrobený grafit.

Grafit je dôležitý a hodnotný materiál, ktorý sa pomerne ľahko ťaží a spracováva, no napriek tomu má úžasné vlastnosti. Minerál je široko používaný vo všetkých priemyselných odvetviach a nachádza sa v spracovanej forme každý deň v každodennom živote.

Grafit je jedinečný prírodný minerál, alotropná modifikácia prvku uhlíka, najstabilnejší v zemskej kôre. vlastnosti grafitu dobre študované a široko používané. Grafit vzniká v dôsledku sopečnej činnosti pri vysokých teplotách, a preto sa v prírode nachádza vo vyvrelých horninách, kde obsah kryštalického grafitu môže dosahovať až 50 %. Grafit sa nachádza spolu s wolframitom - v kremenných žilách, spolu s ďalšími minerálmi - aj v polymetalických strednoteplotných ložiskách a v takých metamorfovaných horninách, ako sú mramory, ruly, bridlice, je grafit veľmi rozšírený. V tunguzskej uhoľnej panve sa nachádza veľké ložisko grafitu, ktoré vzniklo v dôsledku vysokoteplotnej expozície uhlia – takzvaná kryptokryštalická forma grafitu, ktorej obsah sa pohybuje od 60 do 80 %.

grafitová štruktúra

V kryštálovej štruktúre grafitu sa rozlišujú dve jeho modifikácie: šesťuholníková alebo a-modifikácia a romboedrická alebo β-modifikácia. V alfa grafite je každý atóm uhlíka viazaný na tri susedné atómy pomocou hybridných oblakov sp-3, ktoré tvoria kryštalickú vrstvu pozostávajúcu z pravidelných šesťuholníkov. Každá vrstva je držaná spolu s ďalšou vrstvou rovnobežnou s ňou v dôsledku van der Waalsových síl. Okrem toho sa stredy šesťuholníkov hornej a každej spodnej vrstvy zhodujú, avšak vrstvy sú voči sebe posunuté o 0,1418 nm v horizontálnom smere a v poradí "cez jedna". Vrstvená štruktúra vysvetľuje mnohé vlastnosti grafitu.

V beta grafite sú atómy vrstiev prepojené úplne rovnakým spôsobom, ale striedanie horizontálneho posunu nastáva cez dve vrstvy. Romboedrická štruktúra sa považuje za nestabilnú, kolabuje pri teplotách nad 2230o, ale v prírodných grafitoch s hexagonálnou štruktúrou sa nachádza až 30 % β-modifikácie grafitu.

Fyzikálne vlastnosti grafitu

Farba grafitu sa mení od železnej čiernej po oceľovo šedú s charakteristickým kovovým leskom. Na dotyk je minerál mastný, klzký, farbí prsty a papier a pri mechanickom pôsobení sa odlupuje na samostatné šupinaté čiastočky. Práve táto vlastnosť grafitu umožňuje jeho použitie v ceruzkách.

Grafit má oproti diamantu nižšiu tvrdosť a hustotu a grafit je aj elektricky vodivý. Jeho tepelná vodivosť závisí od stupňa ohrevu a pohybuje sa od 278,4 do 2435 W / (m * K).

Grafit má extrémnu žiaruvzdornosť, teplota jeho spaľovania je 38500C.

Chemické vlastnosti grafitu

Grafit je chemicky neaktívny: nerozpúšťa sa v kyselinách, tvorí zlúčeniny ako inklúzie s niektorými soľami a alkalickými kovmi. So vzdušným kyslíkom reaguje len pri veľmi vysokých teplotách, pričom vzniká oxid uhličitý. Je možné fluorovať grafit za vzniku (CF)x.

Aplikácia grafitu

Technické využitie minerálu je mimoriadne rozmanité a je spôsobené vlastnosťami grafitu, najmä jeho žiaruvzdornosťou a elektrickou vodivosťou. Takže v metalurgii sa grafit používa na výrobu žiaruvzdorných téglikov, krytov termočlánkov a kryštalizačných nádob. V zlievarni sa grafitový prášok používa ako nelepivý prášok, ako aj na mazanie foriem.

Brúsne a leštiace pasty sa vyrábajú zo zmesí koloidného grafitu, ako je grafit C-1.

Dobrá elektrická vodivosť umožňujú jeho použitie na výrobu elektród a kontaktov niektorých elektrických zariadení. Okrem výroby ceruziek sa grafit používa na výrobu farieb a tepelne odolných mazív, na plnenie plastov.

Aj v jadrovej energetike nachádzajú svoje uplatnenie pozoruhodné vlastnosti grafitu, v prvom rade je to jeho schopnosť spomaľovať elektróny v reaktoroch. V dýzach raketovej vedy raketové motory a mnohé prvky tepelnej ochrany sa vyrábajú aj s použitím grafitu.

Svet kameňov je bohatý a rozmanitý. Mnohé plemená sa vyznačujú nielen vonkajšou krásou, ale aj jedinečnosťou chemického a fyzikálneho zloženia. Každý minerál je cenný svojím vlastným spôsobom, používa sa v rôznych odvetviach už od staroveku, od vzniku života na Zemi. Jedným z týchto špeciálnych kameňov je grafit, modifikácia uhlíka, ktorá vyzerá ako obyčajné uhlie. Pri prvom pohľade na kameň má človek dojem, že vyzerá ako obyčajné čierne uhlie, ale po oboznámení sa s vlastnosťami je minerál zaradený bližšie k diamantu.

Už v dávnych dobách si ľudia pri prvých nálezoch kameňa všimli jeho úžasné vlastnosti. Začali aktívne využívať prírodný živel v živote. Práve grafit sa stal prvou „kriedou“ na nanášanie skalných nápisov, písmen. Dnes sa zmenilo len málo, tento nuget je stále cenný, široko používaný v mnohých oblastiach, je veľmi žiadaný, veľká produkcia, relatívne nízke ceny.

Popis minerálu grafit

Prírodný materiál má hustú štruktúru, ale stačí vynaložiť mierne úsilie a kameň ľahko praskne. Mäkkosť prírodného prvku umožňuje rýchle spracovanie. Vrstvená štruktúra minerálu ho odlišuje od ostatných kameňov. Atómy uhlíka sú malé šesťuholníkové bunky, ktoré sa tvoria v pravidelných radoch. Medzi sebou sú riadky zle spojené, ale prvky riadkov sú navzájom pevne spojené. Práve táto štruktúra vysvetľuje ľahké štiepanie prírodného kameňa aj pri najmenšom úsilí.

Čierny, hustý kameň sa ťaží z hĺbky, vyznačuje sa tvrdosťou, schopnosťou zanechávať stopy na rovnom povrchu. Preto bol minerál nazývaný Grékmi "grafit", od slova, ktoré píšem - "graf". Iné národy nazývali plemeno čierne olovo, skalník, slivovik, uhlíkaté železo. Podobné mená boli spojené s formou, v ktorej sa plemeno našlo. Niekedy navonok minerál pripomínal visiace kvapky, kamene, ktoré mali zvláštny tmavý odtieň, odliate ako slivka so striebristo lesklým odtieňom ocele.

Diamant a grafit

Takýto jedinečný vzhľad je neodmysliteľnou súčasťou prírodného prvku, pretože nie je formovaný čistej forme ale zahŕňa aj iné plemená. Nečistoty obsiahnuté v kameni sú rôzne, možno v ňom nájsť aj zlato. Preto je potrebné vykonať niekoľko stupňov čistenia, kým sa získa jedinečný, čistý prírodný materiál.

Prekvapivo, metalurgovia vedia, že horúca liatina, keď je ochladená, je schopná uvoľňovať veľké množstvo umelého grafitu, ktorý vo vlastnostiach prakticky nie je horší ako jeho prirodzený náprotivok. Preto je dnes celkom možné získať umelú náhradu za nenahraditeľné prírodný materiál.

Pole a výroba

Ložiská grafitu nájdete v mnohých častiach sveta. Celkový počet zdrojov sa pohybuje v rozmedzí 600 miliónov ton. Ročne sa vyťaží niečo vyše 600 tisíc ton nerastu. Ťažba sa uskutočňuje v Číne, Českej republike, Mexiku, Južnej Kórei, Brazílii, Ukrajine, Kanade, Rusku a ďalších krajinách.

Pôvod prírodného zdroja sa nachádza vedľa iných skál. Ložiská prírodného grafitu sa často nachádzajú vedľa vápenatých, žulových hornín, ruly, sľudy. Sú to vláknité, kryštalické inklúzie.

Veľké akumulácie minerálu sú nepriehľadné, zemité, sivé, šupinaté hmoty, ich tvar sa mení v závislosti od ložiska. Preto je v skutočnosti odtieň kameňa, ktorý sa mení od sivej, oceľovej až po čiernu. Kusy nerastu sa ťažia podzemnými metódami, otvorené cestyťaží sa grafitová ruda.

• zlievareň;
• elementárny;
• elektrické uhlie;
• batéria;
• ceruzka;
• mazivo vo forme grafitu.

Okrem toho sa za obzvlášť cennú považuje špeciálna značka, určená výhradne pre jadrové reaktory. Výroba je založená na všeobecné požiadavky k prezentovaným produktom v súlade s účelom.

Fyzikálne a chemické vlastnosti

Grafit sa vyznačuje hustotou, diamagnetizmom, dobrou tepelnou vodivosťou, ktorá je päťkrát vyššia ako tehla. Minerál sa topí pri teplote 3845-3890 °C. Vrie pri 4 200 °C, teplo uvoľnené pri spaľovaní dosahuje hranicu 7 832 kcal.

Materiál vo vzťahu k akejkoľvek kvapaline, plynu, pevné látky, zostáva inertný. V roztavených kovoch, ktorých bod topenia je vyšší ako samotný kameň, sa úplne rozpustí. Interakcia s inými látkami počas obdobia topenia je povolená.

Hustota horniny je 2,23 g / cm3, ľahko sa ohýba, krája. Hustota na Mohsovej stupnici nepresahuje číslo 1. Zvyšný elastický, plastický, mastný, grafit našiel široké uplatnenie v priemysle, používa sa ako mazacia zložka.

Porovnanie vlastností grafitu a diamantu

Napriek skutočnosti, že grafit a diamant sú považované za poddruh uhlíka, minerály majú významný rozdiel. Hustota grafitu je na rozdiel od diamantu o 9 jednotiek nižšia na Mohsovej stupnici. Hlavný rozdiel je v usporiadaní atómovej mriežky. Atóm uhlíka diamantu sa spája so štyrmi v blízkosti. Ak je však grafit umiestnený v médiu nad 1 500 °C, potom jeho kryštálová mriežka môže plynulo prechádzať v štruktúre podobnej diamantu. Preto občas môžete počuť komické tvrdenie, že grafit možno považovať za brata diamantov a uhlia.

Oblasť použitia

Za hlavnú vlastnosť grafitu možno považovať jeho rozsiahly rozsah. Tento minerál sa v tej či onej forme používa nielen v priemyselných oblastiach, ale aj v každodennom živote, každý človek takmer denne používa predmety vyrobené na báze grafitu. Grafitové výrobky, látky, sú vysokej kvality, dlhý termín prevádzka, preto zostávajú žiadané, niekedy dokonca nenahraditeľné. Vytváranie rôznych druhov dielov sa uskutočňuje vďaka vysokej plasticite materiálu. V pevnom skupenstve zostáva prírodný prvok maximálne dostupný na spracovanie.

V zlievárenstve sa grafitový prášok používa ako mazivo pre odlievacie formy. Hutnícky priemysel na báze unikátneho minerálu vyrába žiaruvzdorné panvy, vyrába formy na rôzne zliatiny, unikátne nádoby na kryštalizáciu rôznych látok. Minerál sa stal „zložkou“ žiaruvzdorných tehál, farieb, ceruziek, brúsnych, leštiacich pást a plastov. Farba na báze takejto zložky má antikorózne vlastnosti a používa sa pri lakovaní kovu, betónu a liatiny. Grafit je nevyhnutný pri výrobe elektród a elektrických drôtov. Vďaka grafitu sa vyrábajú umelé formy diamantu.

Strojársky priemysel využíva minerál pri výrobe piestov, ložísk, pri spracovaní pánt dverí, reťaze na bicykel, motorku, automobilové pružiny. Dokonca aj medicína ocenila prírodný minerál, ktorý našiel uplatnenie pri liečbe kožných patológií. Predpokladá sa, že látka je schopná urýchliť hojenie, resorpciu jaziev, zabrániť vzniku adhézií a zlepšiť metabolické funkcie tela. S takýmito liečivými vlastnosťami sa grafit stal takmer hlavnou zložkou mnohých vysoko účinných liekov.

Grafit je minerál používaný v širokej škále priemyselných odvetví. Jeho popularita je spôsobená jedinečnými vlastnosťami (mäkkosť, ľahké mechanické spracovanie, vysoká elektrická vodivosť, chemická inertnosť).

Existujú umelé druhy tohto materiálu, ktoré sú tiež veľmi obľúbené. Používajú sa nielen v rôznych oblastiach priemysel, ale aj pre mikroskopické štúdie (ako kalibračný materiál).

Aplikácia umelého grafitu

Používa sa v nasledujúcich odvetviach:

• mechanické inžinierstvo;
• Jadrová technológia;
• hutníctvo;
• Výroba elektrotechniky;
• Chemický priemysel.

Často sa používajú odrody umelého grafitu impregnované rôznymi syntetickými živicami. Používajú sa na vytváranie chemických zariadení, sú nepostrádateľné pri výrobe uzatváracích alebo spojovacích ventilov.

Umelý grafit sa vyrába aj z:

• Koncové tesnenia;
• Ložiská;
• Budovy reaktorov;
• Obkladové dlaždice.

Použitie prírodného grafitu

Tento minerál má široké uplatnenie a je nenahraditeľný v rôznych priemyselných odvetviach.

Kde sa používa grafit?

• mechanické inžinierstvo;
• Chemický priemysel;
• hutníctvo;
• Výroba stavebné materiály- tento minerál slúži ako jedna z nenahraditeľných zložiek pri výrobe tehál, najmä žiaruvzdorných;
• Jadrová energia - používa sa ako retardér neurónov;
• Výroba elektrických spotrebičov - na výrobu elektrických kontaktov, ako aj elektród;
• Liek.

Použitie grafitu v metalurgii:

• V tejto oblasti sa z grafitu vyrábajú formy na zliatiny, žiaruvzdorné panvy, ako aj nádoby, v ktorých prebieha kryštalizácia;
• Vyrábajú sa z neho taviace tégliky;
• Grafit sa môže použiť na nasýtenie kovov uhlíkom (t. j. karbonizácia), ako aj na vytváranie reaktívnych kovov;
• Grafitový prášok sa často používa ako mazivo foriem.

Strojárstvo: na čo sa používa grafit

V tomto odvetví je využitie minerálu tiež veľmi rôznorodé. Vďaka svojim vlastnostiam je grafit nevyhnutný pri výrobe širokej škály produktov.

V strojárstve sa grafit používa na výrobu:

• Obkladové dosky;
• Elektródy (grafitové);
• Rôzne vykurovacie telesá;
• Prášky a pasty na utesnenie kontaktov, napríklad v tupých medzerách;
• Posuvné kontakty (elektrické kefy);
• Ložiská, tesniace krúžky;
• elektrostatické povlaky.

Grafit v chemickom priemysle:

• Z tohto minerálu sa vyrábajú rôzne mazivá, ktoré sa používajú vo výrobe aj v každodennom živote;
• Je to plnivo pre niektoré druhy plastov;
• Používa sa na syntézu umelých diamantov;
• Nepostrádateľné pri výrobe farieb, ktoré majú vynikajúce antikorózne vlastnosti, ako aj rôznych lakov;
• Používa sa ako plnivo do technologických zmesí;
• Môže slúžiť ako plastifikátor;
• Je to jedna zo zložiek lepidla na spájanie pogumovaných tkanín;
• Zahrnuté v prísadách a plnidlách proti treniu (pre prevodové alebo motorové oleje), chladiacich kvapalinách;
• Používa sa na výrobu alkalických batérií.

Grafit: aplikácia v medicíne

Tento minerál je súčasťou mnohých lieky(predovšetkým homeopatické). Používa sa pri dermatologických ochoreniach, ako aj pri tvorbe jaziev alebo zrastov, metabolických poruchách.

Ceruzky sú tiež vyrobené z čierneho grafitu.

Slovo grafit v gréčtine znamená „píšem“. Minerál s týmto názvom v prírode vzniká pri vysokých teplotách vo vulkanických horninách.

Charakteristika grafitu

Grafit je predstaviteľom triedy natívnych prvkov vysokej pevnosti. Jeho štruktúra má veľký počet vrstiev.

V prírode existujú dva typy grafitu:

• makrokryštalický,
• jemne kryštalický.

Podľa veľkosti kryštálov a ich vzájomného usporiadania sa v prírode vyskytujú tieto typy grafitov:

• jasne kryštalický,
• kryptokryštalický.

Grafit má skôr vrstvenú štruktúru. Každá z vrstiev má vlnitý tvar. Je podhodnotená.

Grafit je jedným z prvkov, ktorý pozostáva prevažne z kryštálov. rôzne veľkosti. Majú plastickú štruktúru a malé šupinky po okrajoch. Svojou silou ich možno porovnávať s diamantmi.

Kryštalická mriežka grafitu pozostáva z veľkého počtu vrstiev, ktoré majú navzájom odlišné usporiadanie.

Dnes sa často vyrába umelý grafit, ktorý vzniká zo zmesi rôznych látok. Používa sa v rôznych odvetviach ľudskej činnosti. Umelo získaný grafit má veľké množstvo druhov.

IN modernom svete Plánuje sa ťažba zlata z grafitu. Vedci zistili, že jedna tona grafitu obsahuje približne 18 gramov zlata. Toto množstvo zlatej rudy je vlastné ložiskám zlata. V súčasnosti je možné získať zlato z grafitu nielen u nás, ale aj v iných krajinách sveta.

Fyzikálne vlastnosti grafitu

Jednou z hlavných vlastností grafitu je jeho schopnosť viesť elektrický prúd. Jeho fyzikálne vlastnosti sa líšia od vlastností diamantu tým, že nemá takú vysokú tvrdosť. Jeho štruktúra je spočiatku dosť mäkká. Po zahriatí sa však stáva tvrdým a krehkým. Materiál sa začne drobiť.

Fyzikálne vlastnosti grafitu sú nasledovné:

1. nerozpúšťa sa v kys.
2. tavenie grafitu pri teplotách pod 3800 stupňov Celzia je nemožné.
3. po zahriatí získava tvrdú a krehkú štruktúru.

To zďaleka nie sú všetky vlastnosti grafitu. Existuje viac možností, vďaka ktorým je tento prvok jedinečný.

Grafit má nasledujúce vlastnosti:

• teplota topenia grafitu je 3890 stupňov Celzia,
• grafitová farba je tmavošedá s kovovým leskom,
• tepelná kapacita grafitu je 0,720 kJ
• merný odpor grafitu je 800 000 10-8 (Ohm meter).

Pozor: Jediným parametrom všetkých charakteristík grafitu, ktorý závisí od typu prvku, je tepelná vodivosť grafitu. Je to 278,4 až 2435 W / (m * K).

Tabuľka. Fyzikálne vlastnosti grafitu.

Ťažba grafitu

Ťažba grafitu je zložitý proces. Na tento účel bolo vytvorené veľké množstvo rôznych zariadení. Používa sa na extrakciu a rozdrvenie prvku. Ložiská grafitu sa zvyčajne nachádzajú hlboko pod zemou. Práve z tohto dôvodu sa najčastejšie používajú vrtné súpravy, ktoré umožňujú dostať sa k ložisku tohto prvku.

Aplikácia grafitu

Ako viete, taký materiál ako grafit má veľké množstvo jedinečných vlastností. Práve oni určujú rozsah jeho uplatňovania. Vďaka. Čo daný materiál Je odolný voči vysokým teplotám, používa sa na výrobu obkladových dosiek.

Použitie grafitu sa využíva aj v jadrovom priemysle. Tam hrá dôležitú úlohu pri zmierňovaní neutrónov.

Získanie diamantu z grafitu je tiež možné. V modernom svete je možné získať syntetický diamant, ktorý z hľadiska svojich kvalít a vzhľad bude pripomínať prírodný materiál.

Pyrolytický grafit je špeciálna forma prvok ako je grafit. Táto jeho odroda našla široké uplatnenie v oblasti mikroskopického výskumu. Používa sa ako kalibračný materiál.

Grafit. Vlastnosti, aplikácia

Najčastejšie sa používa v skenovacej tunelovej mikroskopii a mikroskopii atómových síl. Táto odroda grafit patrí do kategórie syntetických. Dá sa získať zahrievaním koksu a smoly.

Vďaka grafitu je možné elektrolýzou získať z chemického hľadiska aktívne kovy. Tento spôsob použitia prvku sa vysvetľuje skutočnosťou, že grafit má pomerne dobrú elektrickú vodivosť.

Pri výrobe plastových výrobkov našiel svoje uplatnenie aj grafit. Používa sa na plnenie plastov.

Najznámejšou metódou využitia grafitu je výroba jadier pre obyčajné jednoduché ceruzky, na ktoré sú ľudia tak zvyknutí.

Čo je grafit? Vzorec, vlastnosti a použitie grafitu

Grafit. Vlastnosti, aplikácia

Grafity sú sivo sfarbené látky s kovovým leskom, amorfnej, kryštalickej alebo vláknitej štruktúry, mastné na dotyk, merná hmotnosť od 1,9 do 2,6.
Na pohľad má grafit kovovú olovnatú sivú farbu, od striebornej po čiernu, s charakteristickým mastným leskom.
Preto spotrebitelia často nazývajú číre kryštalické grafity strieborné a kryptokryštalické - čierne.

V závislosti od štruktúrnej štruktúry sa grafity delia na:
jasne kryštalický,
kryptokryštalický,
grafitoidy,

Grafitová baňa. Foto: narodený 1945

Kryštalická mriežka grafitu pozostáva iba z atómov uhlíka. Kryštalická mriežka grafitu má výraznú vrstvenú štruktúru, vzdialenosť medzi vrstvami je 0,335 nm. V kryštálovej mriežke grafitu je každý atóm uhlíka viazaný na tri ďalšie atómy uhlíka, ktoré ho obklopujú. Kryštalická mriežka grafitu je dvoch typov: hexagonálna (α-grafit) a romboedrická (β-grafit, metastabilná forma). Atómy uhlíka každej vrstvy kryštálovej mriežky a-grafitu sú umiestnené oproti stredom šesťuholníkov umiestnených v susedných (spodných a horných) vrstvách; poloha vrstiev sa opakuje cez jednu, každá vrstva je posunutá voči druhej v horizontálnom smere o 0,1418 nm (ABAB kladenie). V romboedrickej mriežke β-grafitu je poloha ploché vrstvy sa opakuje nie cez jednu vrstvu, ako v šesťhrannej mriežke, ale cez dve. Napriek tomu, že β-grafit je metastabilný, jeho obsah v prírodnom grafite môže dosiahnuť až 30 %. Pri teplotách 2230-3030°C sa romboedrický grafit úplne premení na šesťuholníkový. Alfa grafit a beta grafit majú podobné fyzikálne vlastnosti (s výnimkou mierne odlišnej štruktúry grafénu).
Elektrická vodivosť grafitových kryštálov je anizotropná: blízka kovovej v smere rovnobežnom s bazálnou rovinou a rádovo nižšia v kolmom smere. Anizotropia je charakteristická aj pre prenos zvuku (akustické vlastnosti) a tepelne vodivé vlastnosti grafitu.

vlastnosti grafitu

Široké používanie grafitu je založené na niekoľkých jedinečných vlastnostiach:
- dobrá elektrická vodivosť;
- odpor voči agresívne prostredie;
— odolnosť voči vysokým teplotám;
- vysoká mazacia schopnosť.

Elektrické vlastnosti
Elektrická vodivosť grafitu je 2,5-krát väčšia ako vodivosť ortuti. Pri teplote 0 stupňov. odpor elektrický prúd je v rozsahu od 0,390 do 0,602 ohmov. Dolná hranica odporu pre všetky typy grafitu je rovnaká a rovná sa 0,0075 ohmu.

Tepelné vlastnosti

Teplota topenia grafitu je 3845-3890 C pri tlaku 1 až 0,9 atm.

Magnetické vlastnosti

grafitová levitácia. Foto: yellowcloud

Rozpustnosť grafitu

Elasticita grafitu

Optické vlastnosti

Aplikácia grafitu

Prírodné grafity sa používajú v mnohých technologických a výrobných procesoch: žiaruvzdorné materiály (kvalitné, grafitovo-horčíkové, hliníkovo-grafitové), zlievarenské, brzdové obloženia, mazivá, výroba ceruziek, téglikov, galvanické batérie, alkalické batérie, prášková metalurgia, uhlík-grafit materiály (elektrické kefy, elektrouhlíkové produkty, antifrikčné materiály), výroba ocele, termoexpandovaný grafit, iné oblasti (farbivá a leštidlá), materiály spomaľujúce horenie, elektrické diely, magnetické pásky, výroba priemyselných diamantov, chladiace a mazacie suspenzie).

Umelé drvené grafity sú určené na nauhličovanie liatiny a ocele v procesoch na otvorenom ohni, kyslíkovo-konvertorových a elektrooceľových taviacich procesoch pri výrobe ocele so zníženým podielom železa v vsádzke, na napenenie trosky v hutníckych procesoch, pri výrobe uhlíka -grafitové materiály a produkty, ako plnivo do grafitových plastov a ako samostatné produkty v iných spotrebiteľských odvetviach.

Domáci priemysel vyrába široký sortiment grafitových elektrických kefiek pre rôzne elektrické stroje, elektrické osvetľovacie uhlíky do svetlometov a na predvádzanie a natáčanie filmov, elementárne - galvanické batérie, zváranie a pre spektrálnu analýzu, výrobky pre elektrovákuovú techniku ​​a komunikačnú techniku.

Grafit slúži ako vysoko žiaruvzdorná riediaca prísada v keramických hmotách. Prepožičiava hmote téglika vysokú žiaruvzdornosť, tepelnú vodivosť a tepelnú stabilitu, dáva téglikom hladký povrch, ku ktorému roztavený kov zle priľne. Znižuje oxidy kovov pri vysokých teplotách a zabraňuje oxidácii kovov.

Najväčší význam má výroba grafitových taviacich téglikov, ako aj vrchnákov na ne. Okrem toho sú z grafitu vyrobené nástavce a stojany na tégliky, tégliky pre špeciálne pece a retorty. Vane na spájkovanie, vane na vypaľovanie ceruzkových tyčiniek, grafitovo-karborundové mufle a iné výrobky. Ako vysoko žiaruvzdorný materiál sa kryštalický grafit používa pri výrobe vysokokvalitných vysoko žiaruvzdorných obkladových výrobkov na kladenie vysokých pecí, pecí a parných kotlov.

Rozpúšťanie - grafit

Strana 1

Rozpúšťanie grafitu v y-fáze je dôležitým procesom pri normalizácii (ako aj pri kalení) liatiny s feritickou alebo feritovo-perlitovou štruktúrou. Tento proces je podobný ako pri nauhličovaní ocele; rozdiel je v tom, že pri nauhličovaní je povrchová vrstva oceľového dielu nasýtená uhlíkom z vonkajšieho prostredia a pri zahrievaní železného odliatku karburátorom sa v kovovej základni nachádzajú početné grafitové inklúzie a dochádza k nasýteniu uhlíkom v celom celý objem odliatku. Teplota ovplyvňuje rozpúšťanie uhlíka v austenite železného odliatku: so zvýšením teploty ohrevu sa rozpustnosť uhlíka v y-fáze prudko zvyšuje. V dôsledku normalizácie liatiny s pôvodnou štruktúrou hlavnej hmoty feritu alebo feritu a perlitu sa získa štruktúra perlitu alebo perlitu podobného sorbitu so zvýšenou tvrdosťou a pevnosťou.

Proces rozpúšťania grafitu prebieha pomerne rýchlo iba pri vysokých teplotách.

Ako sa grafit rozpúšťa pri studenom kontakte a zvyšuje sa koncentrácia uhlíka v tavenine, zóna, kde SG (TC) SA (TC) expanduje smerom k vyšším teplotám a nižším presýteniam.

Termodynamické údaje o rozpúšťaní grafitu sú stále vzácne a často protichodné. Otázka entalpie procesu nie je celkom jasná.

Pri zahrievaní sa grafit rozpúšťa v austenite, a preto aj napriek odlišnej počiatočnej štruktúre liatiny austenit s eutektoidnou alebo hypereutektoidnou koncentráciou uhlíka prechádza ochladzovaním transformáciou.

Póry vznikajúce pri rozpúšťaní grafitu a oduhličovaní liatiny sú čiastočne alebo úplne vyplnené oxidmi. Spolu so železom sa oxiduje kremík a mangán, čím sa s kyslíkom vytvárajú stabilné zlúčeniny. Rovnako ako na povrchu má oxidovaná vrstva vo väčšine odliatkov heterogénnu štruktúru.

Možnosť tvorby pórov pri rozpúšťaní grafitu vyplýva z údajov dilatometrickej analýzy. Ak by bol proces rozpúšťania grafitu reverzibilný, veľkosti vzoriek počas izolácie a rozpúšťania grafitu by sa zmenili o rovnakú hodnotu, ale v opačnom znamienku.

Zistilo sa, že keď je grafit rozpustený v tekutom železe, hodnota D) / s má kladnú hodnotu v celom koncentračnom rozsahu a je blízka 5000 cal / mol pri NG 0 1. Zmena entropie DL c presahuje hodnoty zodpovedajúce ideálnym riešeniam; so zvýšením koncentrácie uhlíka skutočné hodnoty DL c klesajú rýchlejšie ako zodpovedajúce hodnoty zodpovedajúce ideálnym riešeniam.

Zdá sa teda, že hlavným mechanizmom rozpúšťania grafitu je priama kontaktná difúzia. V tomto prípade môže byť nauhličovanie železa výsledkom difúzie uhlíka cez povrch póru do oblastí, kde je zachovaný kontakt s matricou, a ďalej hraničnou a objemovou difúziou. Nie je pozorovaný veľký rozdiel v nauhličení pozdĺž obrysu inklúzie, čo je možné realizovať, ak povrchová difúzia výrazne prevažuje nad objemovou difúziou. V mnohých difúznych pároch takýto pomer rýchlostí difúzie skutočne prebieha, nie je však známe, do akej miery to môže platiť pre zliatiny Fe-Si-C.

Na základe mikroskopického obrazu rozpúšťania grafitu diskutovaného vyššie nie je ťažké vysvetliť vplyv teploty austenitizácie a povrchovo aktívnych nečistôt. Pri zahrievaní sa rozpustnosť uhlíka v austenite zvyšuje, takže zníženie súdržnosti grafitu je sprevádzané zvýšením adhézie grafitu k matrici. V dôsledku toho sa obnova kontaktu dvoch fáz deštrukciou grafitu realizuje častejšie. Súčasne s vykurovaním sa zvyšuje aj úloha plynov. Prísada do liatinových prvkov, ktoré znižujú povrchové napätie matrice a tým oslabiť priľnavosť, by mala zabrániť nauhličovaniu. Nečistoty, ktoré zvyšujú pevnosť väzby v základných rovinách grafitu, môžu tiež oneskoriť rozpúšťanie.

vlastnosti grafitu

Druhý typ interakcie prebieha pri rozpúšťaní grafitu alebo diamantu v tekutých kovoch. Za týchto podmienok je zmáčanie grafitu menej intenzívne ako v prvom prípade.

Druhým spôsobom je využitie termodynamických charakteristík procesov spojených s rozpúšťaním grafitu v tekutom železe.

Stránky:     1  2  3   4

GRAFIT (z gr. grapho - píšem * a. grafit, čierna olova, olovnica; n. Grafit; f. grafit; a. grafito) - minerál z triedy prírodných prvkov, jedna z polymorfných modifikácií uhlíka, termodynamicky stabilný v podmienkach zemská kôra. Nečistoty plynov (CO2, CO, H, CH4), niekedy voda, bitúmen, ako aj Si, Al, Mg, Ca atď. Kryštalizuje v hexagonálnej syngónii. Štruktúra je vrstvená. Dobre tvarované kryštály sú zriedkavé, vyzerajú ako šesťuholníkové tablety s dobre vyvinutou bazopinakoidnou stranou. Sú zaznamenané štvorhry. Zvyčajne tvorí šupinaté, stĺpovité, masívne, reniformné, sférolitické, sférolitom podobné a valcovité zonálne agregáty.

vlastnosti grafitu

Prírodné grafity sa vyznačujú veľkosťou kryštálov a ich vzájomným usporiadaním na zreteľne kryštalické a kryptokryštalické.

Využitie grafitu v rôznych priemyselných odvetviach

Veľkosť prvej presahuje 1 mikrón, druhá - menej ako 1 mikrón. V priemysle sa podľa veľkosti kryštálov rozlišujú hrubozrnné (viac ako 50 mikrónov), jemnokryštalické (menej ako 50 mikrónov) a jemne kryštalické (menej ako 10 mikrónov) grafity. Pinakoidný dekolt je veľmi dokonalý. Linka je tmavošedá až čierna. Tuk na dotyk, špinavé ruky. Lesklá metalíza. Anizotropný. Tvrdosť na mineralogickej stupnici 1-2. Hustota 2250 kg/m3. Ohňovzdorný - neroztopí sa normálny tlak, teplota sublimácie je nad 4000 K. Elektricky vodivé - elektrický odpor kryštálov je 0,42,10-4 Ohm / m, jemné prášky - 8-20,10-2 Ohm / m. Chemicky odolný. Charakteristickými sú tiež nízky modul pružnosti, vysoká merná tepelná kapacita, dobrá odolnosť proti tepelným šokom, odolnosť proti korózii, vysoká moderačná schopnosť neutrónov a malý prierez na ich zachytávanie. Podľa pôvodu - metamorfné, magmatické. Priemyselné akumulácie sú spojené najmä s metamorfnými ložiskami. Vyvreté ložiská sú zriedkavé a sú obmedzené na alkalické a ultrabázické horniny. Materiálové zloženie rúd závisí od genézy. Zvyčajne sú prítomné silikátové minerály (kremeň, živec, sľuda, ílové minerály). V mramoroch je grafit zvyčajne spojený s uhličitanmi. Ako pridružené minerály možno ťažiť nefelín, wollastonit a kaolinit. Existujú tri typy grafitových rúd: šupinaté, husto kryštalické, kryptokryštalické.

ložisko grafitu

Ložiská vločkového grafitu sú lokalizované v rulách, kremencoch a mramoroch. Vznikajú počas metamorfózy starých sedimentárnych vrstiev. Tvar nánosov je vrstvený a šošovkovitý, konzistentný v hrúbke a dĺžke. Grafitové vločky tvoria rozptýlené diseminácie v hornine. Obsah uhlíka v rude je v priemere 3-18%. Ložiská grafitu sú známe v CCCP (napríklad Taiginskoye, Ural; Zavalyevskoye, Ukrajinská SSR), Rakúsko, Československo, Nemecko, India, Madagaskar (región Fanandrana), Brazília, KHP, Kanada.

Hustý kryštalický grafit tvorí žily a šošovky v ložiskách hydrotermálno-pneumalitovej genézy alebo hniezd, šošoviek a diseminácií v ložiskách s kontaktnou reakciou. Pneumatoliticko-hydrotermálne ložiská sú spojené so súhlasnými, menej často pretínajúcimi žilami pegmatitu, kremeňa, živca a kalcitu. Kontaktno-reakčné ložiská sú obmedzené na kontaktné zóny karbonátových a bridlicových hornín obohatených uhlíkom o alkalické a gabroidné horniny, menej často žuly. Rudy sú zložené zo živca, kremeňa, menej často sľudy, uhličitanu; v skarnových zónach sú obohatené o granát, wollastonit, pyroxén, skapolit, ako aj o minerály alkalických a gabroidných hornín (nefelín, kankrinit, sodalit, sfén, apatit). Grafit (od hrubého po jemné kryštalické) tvorí šupinaté a vláknité agregáty. Obsah v rudách je 15-40%, na niektorých ložiskách 60-90%. Zvyčajne sa ťaží pod zemou. Známe ložiská sú Bogala (Srí Lanka) a Botogol (CCCP).

Kryptokryštalický grafit má nedokonalú textúru a často obsahuje prímes jemne rozptýlenej uhlíkatej hmoty. Tvorí silné a rozšírené listovité usadeniny, ktoré sa niekedy menia na uhlie. Obsah uhlíka je 80-90%. Hlavné horninotvorné minerály sú kremeň, živec, sericit, chlorit a kalcit. Grafit vzniká pri metamorfóze uhlia, uhlíkatých a bitúmenových bridlíc v blízkosti intrúzií. Ložiská sa vytvárajú otvorenými a podzemnými metódami. Hlavné ložiská sa nachádzajú v Mexiku (štát Sonora), Južné Kopee, Rakúsko (baňa Kaysersberg), CCCP (ložisko Noginskoye).

Získanie grafitu

Hlavnou metódou obohacovania kryptokryštalických rúd je triedenie rúd, husto kryštalických a vločkových rúd je flotácia. Kvalita koncentrátov podlieha obmedzeniam týkajúcim sa obsahu popola a distribúcie veľkosti častíc (grafitové vločky sa hodnotia podľa veľkosti). Kryptokryštalické rudy sa melú. Pri flotácii vločkových a husto kryštalických rúd sa používajú kolektory - petrolej a iné uhľovodíky; peniace činidlá - borovicový olej, alkohol; regulátory - sóda, alkálie; depresanty - škrob, činidlá na báze dextrínu. Ak chcete zlepšiť výber, tekuté sklo. Po flotácii nasleduje mokré triedenie, sušenie, klasifikácia vzduchu a hydrometalurgické operácie, vrátane spekania so sódou, varenia strusky, lúhovania kyselinou sírovou, prania, varenia v roztoku sódy, prania, sušenia a suchej magnetickej separácie na získanie grafitu v nemagnetickom produkte. Pri dolaďovaní vločkového doménového grafitu sa používa elektroseparácia.

Rezervy a prihláška

Svetové zásoby grafitu (1978, tis. ton) v kapitalistických a rozvojových krajinách: vločka - Južná Amerika 136; Európa, 3500; Afrika, 5442; Ázia, 900; husto kryštalický - Ázia, 2900; kryptokryštalický - Severná Amerika (bez USA), 3084; Európa, 5623; Ázia, 6168. O ťažbe grafitu pozri čl. grafitový priemysel.

Spolu s prírodným grafitom sa používa aj umelý grafit, ktorý sa získava chladením zliatin presýtených uhlíkom, tepelným rozkladom plynných uhľovodíkov, zahrievaním antracitu, ropného koksu a uhoľnodechtovej smoly. Grafity sa používajú v metalurgii (tégliky, odlievacie formy, nepriľnavé farby), v chemickom inžinierstve (obkladový materiál, potrubia a pod.), pri výrobe kolektorov pre dynamá, elektródy, vodivé prášky, mazivá, antifrikčné produkty, v jadrovej energetike technológie, pri výrobe ceruziek, farieb, tepelne izolačné materiály. Umelý hrudkovitý grafit sa používa ako povlak odolný proti erózii trysiek raketových motorov a spaľovacích komôr predných kužeľov.

Hlavné vlastnosti prírodného grafitu

grafit- látky šedej farby s kovovým leskom, amorfná, kryštalická alebo vláknitá štruktúra, na dotyk mastné, merná hmotnosť od 1,9 do 2,6. Na pohľad má grafit kovovú olovnatú sivú farbu, od striebornej po čiernu, s charakteristickým mastným leskom.
Preto spotrebitelia často označujú výslovne kryštalické grafity ako striebro a kryptokryštalické grafity ako čierne.

Na dotyk je grafit mastný a veľmi dobre sa špiní. Na povrchoch ľahko vytvára strieborný až čierny lesklý pruh. Grafit sa vyznačuje schopnosťou priľnúť k pevným povrchom, čo umožňuje vytváranie tenkých filmov pri trení na pevné povrchy.

Grafit je alotropná forma uhlíka, ktorá sa vyznačuje špecifickou kryštalickou štruktúrou, ktorá má zvláštnu štruktúru.

V závislosti od štruktúrnej štruktúry sa grafity delia na:

• jasne kryštalický,
• kryptokryštalický,
• grafitoidy,
• vysoko disperzné grafitové materiály, bežne označované ako uhlie.
  Výslovne kryštalické grafity sa delia na:
• husto kryštalický (ložisko bogotolského grafitu),
• šupinatý (ložisko Taiginského grafitu).

Vo vločkovom grafite sú kryštály vo forme dosiek alebo letákov. Ich šupiny sú mastné, plastové a majú kovový lesk.

Najdôležitejšie vlastnosti grafitu

Elektrické vlastnosti

Elektrická vodivosť grafitu je 2,5-krát väčšia ako vodivosť ortuti. Pri teplote 0 stupňov.

Grafit - popis grafitu, vlastnosti, extrakcia, použitie, výroba

merný odpor voči elektrickému prúdu je v rozsahu od 0,390 do 0,602 ohmu. Dolná hranica odporu pre všetky typy grafitu je rovnaká a rovná sa 0,0075 ohmu.

Tepelné vlastnosti

Grafit má vysokú tepelnú vodivosť, ktorá sa rovná 3,55 W*deg/cm a zaberá miesto medzi paládiom a platinou.

Súčiniteľ tepelnej vodivosti je 0,041 (5-krát väčší ako pri tehle). Tenké grafitové vlákna majú vyššiu tepelnú vodivosť ako medené vlákna.
Teplota topenia grafitu je 3845-3890 C pri tlaku 1 až 0,9 atm.
Bod varu dosahuje 4200 C.
Teplota vznietenia v kyslíkovom prúde je pre kryštalické grafity 700-730 °C. Množstvo tepla získaného spaľovaním grafitu je v rozmedzí od 7832 do 7856 kcal.

Magnetické vlastnosti

Grafit sa považuje za diamagnetický.

Rozpustnosť grafitu

Je chemicky inertný a nerozpúšťa sa v iných rozpúšťadlách okrem roztavených kovov, najmä v tých, v ktorých vysoký bod topenie. Pri rozpustení vznikajú karbidy, ktorých najdôležitejšími vlastnosťami sú karbidy volfrámu, titánu, železa, vápnika a bóru.
Pri bežných teplotách sa grafit spája s inými látkami veľmi ťažko, no pri vysokých teplotách vytvára chemické zlúčeniny s mnohými prvkami.

Elasticita grafitu

Grafit nemá elasticitu, no napriek tomu sa dá rezať a ohýbať. Grafitový drôt sa ľahko ohýba a krúti do špirály a pri zvinutí dáva predĺženie asi 10%. Pevnosť v ťahu takéhoto drôtu je 2 kg/mm2 a modul ohybu je 836 kg/mm2.

Optické vlastnosti

Koeficient absorpcie svetla grafitu je konštantný pre celé spektrum a nezávisí od teploty žiarenia tela; pre tenké grafitové filamenty sa rovná 0,77, s nárastom grafitových kryštálov je absorpcia svetla už v rozmedzí 0,52-0,55.

Obsah tuku a plasticita grafitu sú najdôležitejšie vlastnosti, ktoré umožňujú jeho široké využitie v priemysle. Čím vyšší je obsah tuku v grafite, tým nižší je koeficient trenia. Obsah tuku v grafite určuje jeho použitie ako lubrikantu, ako aj schopnosť priľnúť k pevným povrchom.

Vďaka týmto vlastnostiam je možné vytvárať tenké filmy trením povrchu pevných látok grafitom.

Nízky koeficient tepelnej rozťažnosti grafitu a s tým spojená vysoká odolnosť proti tepelnému namáhaniu je rozhodujúcim faktorom pri jeho použití ako dôležitého a nepostrádateľného pomocného materiálu v kovospracujúcom, zlievarenskom a oceliarskom priemysle, t.j. všade tam, kde musia byť pracovné plochy chránené pred priamym vystavením roztavenému kovu. Dôležitou výhodou pri tomto použití je aj jeho nezmáčavosť, úplne redukované kovy a neutrálne trosky, pevnosť pri vysokých teplotách. Použitie grafitu pri odlievaní dielov zlepšuje kvalitu odliatkov, znižuje množstvo nepodarkov a zabraňuje tvorbe pripálenin, ktorých odstránenie si vyžaduje veľké úsilie a náklady.

Surové odlievacie formy a jadrá sú pokryté vrstvou suchého grafitového prášku. Čistý grafit má najnižší koeficient absorpcie neutrónov a najvyšší koeficient zmiernenia, vďaka čomu je nevyhnutný v jadrových reaktoroch. Bez grafitových elektród je rozvoj železiarskeho a neželezného chemického priemyslu nemysliteľný.

Grafit je vynikajúci obkladový materiál pre elektrolyzéry na výrobu hliníka. Materiály obsahujúce uhlík sa používajú na stavbu elektrických pecí a iných tepelných jednotiek.

Z grafitu sa pripravujú tégliky, člny na výrobu supertvrdých zliatin.
V chemickom priemysle sú grafitové materiály nevyhnutné na výrobu výmenníkov tepla pracujúcich v agresívnom prostredí.

A tiež na výrobu ohrievačov, kondenzátorov, výparníkov, chladničiek, práčok, destilačných kolón, trysiek, trysiek, kohútikov, dielov pre čerpadlá, filtre.
Domáci priemysel vyrába široký sortiment grafitových elektrických kefiek pre rôzne elektrické stroje, elektrické osvetľovacie uhlíky do svetlometov a na predvádzanie a natáčanie filmov, elementárne - galvanické batérie, zváranie a pre spektrálnu analýzu, výrobky pre elektrovákuovú techniku ​​a komunikačnú techniku.

V strojárstve sa grafit používa ako valivý materiál pre ložiská, trecie krúžky, mechanické a piestové tesnenia a axiálne ložiská.

Minerály a horniny / Popis minerálu Grafit