Graphite: tæthed, egenskaber, applikationsfunktioner og typer

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Grafit er et stof, der forekommer naturligt. Dette er en af modifikationerne af kulstof, som er karakteriseret ved et vist krystalgitter. Dette bestemmer de egenskaber, som grafit har. Kulstof forekommer i naturen i to hovedformer. Disse er grafit og diamant. Deres kemiske formel er identisk, men deres fysiske egenskaber er radik alt forskellige.

Det er strukturen af krystalgitteret, der påvirker disse egenskaber. Det har frie elektroner, der bestemmer stoffets fysiske egenskaber. Grafit, hvis tæthed, typer og omfang er interessant for mange industrier, er værd at overveje mere detaljeret.

Grundlæggende funktioner

Grafit er et gråt stof med en metallisk glans. Den har en høj varmeledningsevne (3,55 W/deg./cm). På grund af dette bruges grafit aktivt i forskellige industrier. Dette tal er højere end for en mursten, hvilket forklares ved tilstedeværelsen af mobile elektroner i krystalgitteret. De bidrager også til god elektrisk ledningsevne. I alle aggregeringstilstande er dette stof kendetegnet ved lav strømmodstand (fra 0,4 til 0,6 ohm).

Grafit er et inert stof, der ikke opløses af kemisk aktive komponenter. Dette er kun muligt, når det kommer ind i mediet af smeltet metal med et højt kogepunkt. Grafit under sådanne forhold smelter fuldstændigt og danner karbider.

Lav friktionskoefficient og højt smeltepunkt resulterer i gode tætningsegenskaber. Densiteten af grafit (kg/m3) er 2,23. Men samtidig bøjer og skærer materialet godt.

Structure

I betragtning af densiteten af grafit, såvel som egenskaber og typer, er det nødvendigt at være opmærksom på dets struktur. Dette er et lagdelt stof. Dens kulstofatomer stiller sig op i et honeycomb-lignende krystalgitter. Sekskanter i ét lag passer tæt sammen. Forholdet mellem hvert niveau er dog svagt. Det er denne funktion, der gør det nemt at bryde grafit.

På Mohs-skalaen er materialets hårdhed én. Til sammenligning er denne indikator 10 for diamant og 5 for porcelænsstentøj. Ved en temperatur på 1500 ° C, ifølge videnskabsmænd, kan krystalgitteret af grafit omdannes til diamant.

Under industriel forarbejdning ændres stofstrukturen. Samtidig har forskellige kvaliteter af grafit forskellige egenskaber. Hvis det ekstraherede materiale ikke er blevet forarbejdet kunstigt, er det en naturlig type stof.

Natural Graphite

Grafit, hvis tæthed og egenskaber varierer betydeligt afhængigt af producentens mærke, findes under naturlige forhold i 2 hovedvarianter. Første typekaldet sekskantet. Den har et krystalgitter, hvor halvdelen af atomerne i hvert lag er over og under midten af sekskanten.

Den anden modifikation er rhombohedral. Hvert fjerde lag gentager det første. Denne modifikation forekommer kun i naturen i form af urenheder. Hvis dette stof opvarmes til en temperatur på 2500-3300 K, bliver dets krystalgitter til et sekskantet. Under naturlige forhold findes materialet oftere i denne form.

Composition

I naturen findes grafit aldrig i sin rene form. Den indeholder en ret stor mængde aske (nogle gange op til 20%). Den består af mange forskellige forbindelser (FeO, MgO, CuO, CaO osv.). Op til 2% af massen i naturlig grafit kan optages af gasser. Bitumen og vand kan også være til stede.

Tætheden af grafitpulver varierer afhængigt af dispersionen, tilstedeværelsen af porer. Ovenstående værdi kan reduceres til 2,09 kg/m3. Grafit er fedtet at røre ved. Hvis du tager det med dine hænder, forbliver et karakteristisk mærke på dine fingre. Derfor er stænger til en simpel blyant skabt af sådant materiale. Det efterlader et tydeligt præg på papiret.

kunstig grafit

Til produktion er det meget vigtigt at overveje, hvad tætheden af grafit er. Fysikken gør det klart, at jo større densiteten af dette stof er, jo større er dets varmeledningsevne. Kunstig grafit er kendetegnet ved høj renhed (op til 99%). Det øger også materialets tæthed betydeligt.

Fremstillingen af raffineret grafit udføres af termokemiske og termomekaniske påvirkninger. For hver produktionsgren produceres et stof med et bestemt sæt kvaliteter. Dette gør det muligt at opfylde industriens behov inden for grafit med givne fysiske egenskaber.

Mærkning af kunstige stoffer omfatter en opdeling af materialetyper efter destination. Der er støberi, elektrocarbon, batteri, elementært, smørende og blyantgrafit. Der er også specielle kvaliteter, der bruges i atomreaktorer.

Anvendelsesomfang

Under produktionen indstilles visse egenskaber for grafit. Brugen af dette stof er helt op til dem. Grafit bruges i metallurgi til fremstilling af ildfaste forme eller øser, beholdere. I støbeprocessen bruges pulveret fra det præsenterede stof som smøremiddel. En af komponenterne i ildfaste mursten er også grafit. Det tilsættes blandingen ved fremstilling af plast.

Dette materiale bruges også til fremstilling af kontakter til elektriske apparater. Dette lettes af stoffets elektriske ledende egenskaber.

Grafitblyanter er måske kendt af enhver person. Dette materiale bruges også til fremstilling af nogle typer maling. I dette tilfælde er det sort (og ikke grå) grafit, der bruges. Denne maling har anti-korrosionsegenskaber.

Kunstige diamanter opnås fra det præsenterede naturlige mineral. De bruges nårproduktion af kraftige skæreværktøjer. I maskinteknik fungerer grafitpulver som materiale til lejer, såvel som stempel- og tætningsringe. Som smøremiddel er det velegnet til behandling af cykelkæder, bilfjedre, dørhængsler.

Selv mange lægemidler indeholder grafit.

Food Applications

Det præsenterede stof er også meget brugt i fødevareindustrien. For at gøre dette undergår den en vis behandling under produktionen. Densiteten af jern, ethylalkohol, grafit og sukker er af indlysende årsager anderledes. Men det præsenterede materiale kan både indeholde og indgå i nogle stoffer. Det findes i paraffiner, estere, alkohol og endda sukker.

Dette kan bekræftes ved et simpelt eksperiment. Først skal du tage et stykke sukker. Den lægges på et hårdt låg og dækkes med en hætte (du kan bruge et fingerbøl). Derefter opvarmes det metal, som sukkeret er dækket med, kraftigt. Med tiden vil der komme skarp røg ud under fingerbølet. Hvis du tager en tændstik med, vil gassen brænde.

Når røgen holder op med at udsendes, kan du fjerne fingerbølet. Der er en sort masse på låget. Det her er kul. Det er kulstoffet, som grafit er lavet af.

At være i naturen

Grafit, hvis tæthed afhænger af dens renhed, findes i naturen i ret store mængder. Omkring 600 tusinde tons af dette stof udvindes årligt over hele verden. Den størstedens reserver er koncentreret i Mexico, Tjekkiet, Kina, Ukraine, Brasilien, Rusland, Canada og Sydkorea.

Siden oldtiden har grafitaflejringer vakt menneskehedens interesse. I dag udvikles disse naturressourcer for at forsyne industrien med materialer med de nødvendige kvaliteter. Grafit findes i granitter, kalkholdige bjergarter, glimmer eller gnejs i form af fibrøse eller krystallinske indeslutninger. Minedrift udføres ved åben grube og underjordiske metoder.

Grafitpris

Grafit, hvis tæthed og renhed påvirker dets værdi, sælges nu til rimelige priser. Dette er påvirket af størrelsen af dets krystaller, såvel som kulstofindholdet. Jo højere den er, jo dyrere er grafit. Med et tilstrækkeligt højt kulstofindhold øges materialets fysiske egenskaber. Dette er værdifuldt for industrien i en lang række brancher.

I dag er den gennemsnitlige pris for grafit omkring 45 rubler/kg. Hvis det blev behandlet kunstigt, stiger omkostningerne betydeligt. Prisen på et naturligt mineral afhænger også af forekomstens placering.

Ved at blive bekendt med grafittens vigtigste egenskaber og karakteristika kan vi konkludere, at både omkostningerne og materialets tekniske kvaliteter afhænger af dets tæthed. Derfor er mineralet udvundet i naturen genstand for efterfølgende forarbejdning. Dette forbedrer dets kvaliteter.