Grafitas: tankis, savybės, taikymo funkcijos ir tipai

Grafitas yra medžiaga, kuri atsirandagamta. Tai yra vienas iš anglies modifikacijų, kuriam būdinga tam tikra kristalinė grotelė. Tai lemia grafito savybes. Gamtoje anglies yra dviejų tipų. Tai grafitas ir deimantas. Jų cheminė formulė yra identiška, tačiau fizinės savybės iš esmės skiriasi.

Tai yra kristalinės grotelės struktūra, kuri veikiašios charakteristikos. Jame yra laisvieji elektronai, kurie nustato medžiagos fizines savybes. Grafitas, kurio tankis, rūšys ir apimtis yra įdomūs daugeliui pramonės šakų, verta apsvarstyti išsamiau.

Pagrindinės ypatybės

Grafitas yra pilka medžiaga sumetalinis blizgesys. Jis turi didelį šilumos laidumą (3,55 W / deg / cm). Dėl to grafitas plačiai naudojamas įvairiose pramonės šakose. Šis skaičius yra didesnis nei plytų skaičiaus, o tai paaiškinama mobiliųjų elektronų buvimu kristalų grote. Jie taip pat skatina gerą elektros laidumą. Visose agregavimo būsenose ši medžiaga pasižymi mažu srovės varža (nuo 0,4 iki 0,6 omo).

Grafitas yra inertiška medžiaga, kurios nėrayra ištirpintas chemiškai aktyviais komponentais. Tai įmanoma tik tuo atveju, jei jis patenka į išlydyto metalo, turinčio aukštą virimo temperatūrą, terpę. Grafitas tokiomis sąlygomis visiškai išsilydo, susidaro karbidai.

Mažas trinties koeficientas ir aukštas lydymosi taškas suteikia gerų sandarinimo savybių. Grafito tankis (kg / m3) yra 2,23. Bet medžiaga gerai išlenktas ir supjaustoma.

Struktūra

Atsižvelgiant į grafito tankį, taip patsavybes ir rūšis, būtina atkreipti dėmesį į jo struktūrą. Tai sluoksniuota medžiaga. Jo anglies atomai sumaišomi kristalinėse grotelėse, panašios į korio. Vieno sluoksnio šešiakampiai tvirtai priglunda vienas prie kito. Tačiau ryšys tarp kiekvieno lygio yra silpnas. Tai yra ši funkcija, kuri leidžia lengvai perpjauti grafitą.

Dėl Mohoso skalės medžiagos kietumas yra vienas. Palyginti, deimantas, šis skaičius yra 10, ir molio - 5. esant 1500 ° C temperatūroje, pagal mokslininkų, kristalas gardelės iš grafito, yra konvertuojamas į deimantas.

Pramoninio perdirbimo procese - struktūramedžiaga keičiasi. Be to, skirtingi grafito rūšys turi skirtingas savybes. Jei išgaunama medžiaga nebuvo dirbtinai apdorota, tai yra natūralus medžiagos tipas.

Natūralus grafitas

Grafitas, kurio tankis ir savybės yra reikšmingosskiriasi priklausomai nuo gamintojo prekės ženklo, natūraliomis sąlygomis įvyksta 2 pagrindiniuose variantuose. Pirmasis tipas vadinamas šešiakampiu. Ji turi kristalinę grotelę, kurioje pusė atomų kiekviename sluoksnyje yra aukščiau ir žemiau šešiakampio centro.

Antrasis modifikavimas yra rhomboedrinis. Kiekvienas ketvirtasis sluoksnis kartoja pirmąjį. Šis pobūdžio pakeitimas nustatomas tik priemaišų forma. Jei medžiaga yra kaitinami ne 2500-3300 K temperatūrai, tada kristalo yra transformuojamas į šešiakampės. Natūraliomis sąlygomis medžiaga dažniau randama šioje formoje.

Kompozicija

Gamtoje grafitas niekada nėra grynasforma. Jame yra gana daug pelenų (kartais iki 20%). Jį sudaro daugybė skirtingų junginių (FeO, MgO, CuO, CaO ir tt). Iki 2% natūralaus grafito masės gali užimti dujos. Taip pat gali būti bitumas ir vanduo.

Grafito miltelių tankis skiriasi priklausomai nuo dispersijos, porų buvimo. Aukščiau pateikta vertė gali būti sumažinta iki 2,09 kg / m³. Grafitas yra riebus ant liesties. Jei paimsite rankomis, jūsų pirštuose bus būdingas pėdsakas. Todėl iš tokios medžiagos sukurtos paprasto pieštuko strypai. Jis palieka aiškų ženklą ant popieriaus.

Dirbtinis grafitas

Gamybai labai svarbu apsvarstyti, kas yragrafito tankis. Fizika aiškiai parodo, kad kuo didesnis šios medžiagos tankis, tuo didesnis jo šilumos laidumas. Dirbtinis grafitas pasižymi dideliu grynumu (iki 99%). Tai taip pat žymiai padidina medžiagos tankį.

Rafinuotas grafitas gaminamastermocheminiu ir termomechaniniu poveikiu. Kiekvienai pramonei gaminama medžiaga, turinti tam tikrų savybių. Tai leidžia patenkinti pramonės poreikius grafitu su tam tikromis fizinėmis savybėmis.

Medžiagų, kurios buvo sukurtos dirbtinai, ženklinimasapima medžiagų tipų paskirstymą pagal paskirties vietą. Yra liejyklų, elektrinių, akumuliatorių, elementų, tepalų ir pieštukų grafitas. Taip pat yra branduolinių reaktorių branduolių.

Taikymo sritis

Gamyboje - tam tikros grafito savybės. Paraiška ši medžiaga yra visiškai priklausoma nuo jų. Grafitas naudojamas metalurgijoje gaminant ugniai atsparias formas ar kaušelius, konteinerius. Liejimo procese esančios medžiagos milteliai yra naudojami kaip tepalas. Viena iš ugniai atsparių plytų sudedamoji dalis yra grafitas. Jis pridedamas prie mišinio gaminant plastiką.

Ši medžiaga taip pat naudojama elektros prietaisų kontaktams. Tai lengvina elektrai laidžios medžiagos savybės.

Grafito pieštukai žinomi, galbūt, visiemsžmogus Ši medžiaga taip pat naudojama tam tikrų tipų dažams gaminti. Šiuo atveju juodas (o ne pilkas) grafitas. Tokie dažai turi antikorozines savybes.

Iš dabartinio natūralaus mineralo,dirbtiniai deimantai. Jie naudojami sunkiųjų pjovimo įrankių gamybai. Inžinerijoje grafito milteliai yra guolių medžiaga, taip pat stūmokliniai ir sandarinimo žiedai. Į tepalo ji yra tinka dviračių grandinės, automobilių spyruoklės, durų vyrių gydymui.

Net daugelio vaistų sudėtyje galima rasti grafito.

Taikymas maisto pramonėje

Medžiaga taip pat plačiai naudojamamaisto pramonėje. Norėdami tai padaryti, jis gamybos procese tam tikru būdu apdorojamas. Dėl akivaizdžių priežasčių geležies, etilo alkoholio, grafito ir cukraus tankis yra skirtingas. Tačiau pateikiama medžiaga gali būti savaime ir būti kai kurių medžiagų dalimi. Tai yra parafinai, eteriai, alkoholis ir netgi cukrus.

Tai matome, jei atliksime nesudėtingąpatirtis. Pirmiausia reikia pasiimti cukraus gabalėlį. Jis dedamas ant kieto dangčio ir padengtas dangteliu (jūs galite turėti antpirščius). Tada metalas, padengtas cukrumi, stipriai pašildomas. Nuo nugarėlės išsiskleidžiančių dūmų. Jei jį atnešite, dujos sudegins.

Kai dūmai nustoja išsiskirti, galite nuimti antgalį. Dangtelyje yra juoda masė. Tai anglis. Tai yra anglies, iš kurios sudaro grafitas.

Būti gamta

Grafitas, tankis kuris priklauso nuo jo grynumogamta gana dideliais kiekiais. Kasmet pasaulyje išgaunama apie 600 tūkst. Tonų šios medžiagos. Didžiausios atsargos sutelktos Meksikos, Čekijos Respublikos, Kinijos, Ukrainos, Brazilijos, Rusijos, Kanados ir Pietų Korėjos.

Nuo seniausių laikų atsirado grafito nuosėdosžmonijos susidomėjimas. Šiandien šie gamtiniai ištekliai yra sukurti, kad pramonei būtų suteikta reikalingų medžiagų kokybė. Grafitas randamas iš granitų, kalkinių uolų, žėručio arba gneiso pluoštinių ar kristalinių įmirkių pavidalo. Išgaunama atliekant atvirus ir požeminius metodus.

Grafito kaina

Grafitas, tankis ir kurio grynumas turi įtakos jos vertei,šiandien realizuojama gana prieinamomis kainomis. Tai įtakoja jo kristalų dydis, taip pat anglies kiekis. Kuo didesnis, tuo brangesnis yra grafitas. Su pakankamai dideliu anglies kiekiu padidėja medžiagos fizikinės savybės. Tai vertinga įvairioms pramonės šakoms.

Šiandien vidutinė grafito kaina yraapie 45 rublius už kilogramą. Jei jis buvo dirbtinai apdorotas, išlaidos žymiai padidėjo. Taip pat natūralaus mineralo kaina priklauso nuo indėlio vietos.

Susipažinęs su pagrindinėmis savybėmis irGrafito savybes galima daryti išvadą, kad jo tankis priklauso nuo medžiagos kainos ir techninės kokybės. Todėl kasamas mineralas yra toliau apdirbamas. Tai padidina jo kokybę.