Grafiet: digtheid, eienskappe, toepassingskenmerke en tipes

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16

Grafiet is 'n stof wat natuurlik voorkom. Dit is een van die veranderinge van koolstof, wat gekenmerk word deur 'n sekere kristalrooster. Dit bepaal die eienskappe wat grafiet het. Koolstof kom in die natuur in twee hoofvorme voor. Dit is grafiet en diamant. Hul chemiese formule is identies, maar hul fisiese eienskappe verskil radikaal.

Dit is die struktuur van die kristalrooster wat hierdie eienskappe beïnvloed. Dit het vrye elektrone wat die fisiese eienskappe van materie bepaal. Grafiet, waarvan die digtheid, tipes en omvang interessant is vir baie nywerhede, is die moeite werd om in meer besonderhede te oorweeg.

Basiese kenmerke

Grafiet is 'n grys stof met 'n metaalglans. Dit het 'n hoë termiese geleidingsvermoë (3,55 W/grade/cm). As gevolg hiervan word grafiet aktief in verskeie industrieë gebruik. Hierdie syfer is hoër as dié van 'n baksteen, wat verklaar word deur die teenwoordigheid van mobiele elektrone in die kristalrooster. Hulle dra ook by tot goeie elektriese geleidingsvermoë. In alle toestande van aggregasie word hierdie stof gekenmerk deur lae stroomweerstand (van 0,4 tot 0,6 ohm).

Grafiet is 'n inerte stof wat nie deur chemies aktiewe komponente opgelos word nie. Dit is slegs moontlik wanneer dit die medium van gesmelte metaal met 'n hoë kookpunt binnedring. Grafiet onder sulke toestande smelt heeltemal en vorm karbiede.

Lae wrywingskoëffisiënt en hoë smeltpunt lei tot goeie seëleienskappe. Die digtheid van grafiet (kg/m3) is 2,23. Maar terselfdertyd buig en sny die materiaal goed.

Struktuur

Met inagneming van die digtheid van grafiet, sowel as eienskappe en tipes, is dit nodig om aandag te skenk aan die struktuur daarvan. Dit is 'n gelaagde stof. Sy koolstofatome in lyn in 'n heuningkoekagtige kristalrooster. Seshoeke in een laag pas styf bymekaar. Die verhouding tussen elke vlak is egter swak. Dit is hierdie kenmerk wat dit maklik maak om grafiet te breek.

Op die Mohs-skaal is die hardheid van die materiaal een. Ter vergelyking is hierdie aanwyser 10 vir diamant, en 5 vir porselein steengoed. By 'n temperatuur van 1500 ° C, volgens wetenskaplikes, kan die kristalrooster van grafiet in diamant omskep word.

Tydens industriële verwerking verander die struktuur van materie. Terselfdertyd het verskillende grade grafiet verskillende eienskappe. As die onttrekte materiaal nie kunsmatig verwerk is nie, is dit 'n natuurlike tipe stof.

Natuurlike grafiet

Grafiet, waarvan die digtheid en eienskappe aansienlik verskil, afhangende van die handelsmerk van die vervaardiger, word in natuurlike toestande in 2 hoofvariante aangetref. Eerste tipeseshoekig genoem. Dit het 'n kristalrooster waarin die helfte van die atome in elke laag bo en onder die middel van die seshoek is.

Die tweede wysiging is romboëdraal. Elke vierde laag herhaal die eerste een. Hierdie verandering vind slegs in die natuur plaas in die vorm van onsuiwerhede. As hierdie stof by 'n temperatuur van 2500-3300 K verhit word, sal sy kristalrooster in 'n seskantige een verander. Onder natuurlike toestande word die materiaal meer dikwels in hierdie vorm aangetref.

Komposisie

In die natuur word grafiet nooit in sy suiwer vorm gevind nie. Dit bevat 'n redelike groot hoeveelheid as (soms tot 20%). Dit bestaan uit baie verskillende verbindings (FeO, MgO, CuO, CaO, ens.). Tot 2% van die massa in natuurlike grafiet kan deur gasse beset word. Bitumen en water kan ook teenwoordig wees.

Die digtheid van grafietpoeier wissel na gelang van die verspreiding, die teenwoordigheid van porieë. Bogenoemde waarde kan verminder word tot 2.09kg/m3. Grafiet is vetterig om aan te raak. As jy dit met jou hande neem, sal 'n kenmerkende merk op jou vingers bly. Daarom word stokke vir 'n eenvoudige potlood uit sulke materiaal geskep. Dit laat 'n duidelike merk op papier.

kunsmatige grafiet

Vir produksie is dit baie belangrik om te oorweeg wat die digtheid van grafiet is. Fisika maak dit duidelik dat hoe groter die digtheid van hierdie stof is, hoe groter is die termiese geleidingsvermoë daarvan. Kunsmatige grafiet word gekenmerk deur hoë suiwerheid (tot 99%). Dit verhoog ook die digtheid van die materiaal aansienlik.

Die produksie van verfynde grafiet word uitgevoer deur termochemiese en termomeganiese invloede. Vir elke produksietak word 'n stof met 'n sekere stel kwaliteite geproduseer. Dit maak dit moontlik om te voldoen aan die behoeftes van die industrie in grafiet met gegewe fisiese eienskappe.

Etikettering van kunsmatige stowwe sluit 'n uiteensetting van materia altipes volgens bestemming in. Daar is gietery, elektrokoolstof, battery, elementêre, smeer en potlood grafiet. Daar is ook spesiale grade wat in kernreaktors gebruik word.

Omvang van toepassing

Tydens produksie word sekere eienskappe van grafiet gestel. Die gebruik van hierdie stof is heeltemal aan hulle. Grafiet word in metallurgie gebruik in die vervaardiging van vuurvaste vorms of lepels, houers. In die gietproses word die poeier van die aangebied stof as 'n smeermiddel gebruik. Een van die komponente van vuurvaste stene is ook grafiet. Dit word by die mengsel gevoeg in die vervaardiging van plastiek.

Hierdie materiaal word ook gebruik vir die vervaardiging van elektriese toestelkontakte. Dit word vergemaklik deur die elektriese geleidende eienskappe van die stof.

Grafietpotlode is miskien aan elke persoon bekend. Hierdie materiaal word ook gebruik in die vervaardiging van sommige soorte verf. In hierdie geval is dit swart (en nie grys nie) grafiet wat gebruik word. Hierdie verf het anti-roeseienskappe.

Kunsmatige diamante word verkry uit die aangebied natuurlike mineraal. Hulle word gebruik wanneervervaardiging van swaardiens snygereedskap. In meganiese ingenieurswese dien grafietpoeier as 'n materiaal vir laers, sowel as suier- en seëlringe. As 'n smeermiddel is dit geskik vir die verwerking van fietskettings, motorvere, deurskarniere.

Selfs baie medisyne bevat grafiet.

Voedseltoepassings

Die voorgestelde stof word ook wyd in die voedselbedryf gebruik. Om dit te doen, ondergaan dit tydens produksie sekere verwerking. Die digtheid van yster, etielalkohol, grafiet en suiker is om ooglopende redes anders. Maar die aangebied materiaal kan sommige stowwe sowel bevat as deel daarvan wees. Dit word gevind in paraffiene, esters, alkohol en selfs suiker.

Dit kan deur 'n eenvoudige eksperiment geverifieer word. Eerstens moet jy 'n stukkie suiker neem. Dit word op 'n harde deksel geplaas en met 'n doppie bedek (jy kan 'n vingerhoed gebruik). Dan word die metaal waarmee die suiker bedek is, sterk verhit. Met verloop van tyd sal skerp rook onder die vingerhoed uitkom. As jy 'n vuurhoutjie daarby bring, sal die gas brand.

Wanneer die rook ophou uitstuur, kan jy die vingerhoed verwyder. Daar is 'n swart massa op die deksel. Dit is steenkool. Dit is die koolstof waarvan grafiet gemaak is.

Being in die natuur

Grafiet, waarvan die digtheid afhang van die suiwerheid daarvan, word in redelik groot hoeveelhede in die natuur aangetref. Ongeveer 600 duisend ton van hierdie stof word jaarliks oor die hele wêreld ontgin. Die grootstesy reserwes is gekonsentreer in Mexiko, die Tsjeggiese Republiek, China, Oekraïne, Brasilië, Rusland, Kanada en Suid-Korea.

Sedert antieke tye het grafietafsettings die belangstelling van die mensdom gewek. Vandag word hierdie natuurlike hulpbronne ontwikkel om die industrie te voorsien van materiale met die vereiste kwaliteite. Grafiet word gevind in graniete, kalkgesteentes, mika of gneis in die vorm van veselagtige of kristallyne insluitings. Mynbou word deur oopgroef- en ondergrondse metodes uitgevoer.

Grafietkoste

Grafiet, waarvan die digtheid en suiwerheid die waarde daarvan beïnvloed, word nou teen redelik billike pryse verkoop. Dit word beïnvloed deur die grootte van sy kristalle, sowel as die koolstofinhoud. Hoe hoër dit is, hoe duurder is grafiet. Met 'n voldoende hoë koolstofinhoud neem die fisiese eienskappe van die materiaal toe. Dit is waardevol vir nywerhede in 'n wye verskeidenheid bedrywe.

Vandag is die gemiddelde koste van grafiet ongeveer 45 roebels/kg. As dit kunsmatig verwerk is, neem die koste aansienlik toe. Die prys van 'n natuurlike mineraal hang ook af van die ligging van die afsetting.

Om vertroud te raak met die belangrikste eienskappe en kenmerke van grafiet, kan ons aflei dat beide die koste en tegniese eienskappe van die materiaal afhang van die digtheid daarvan. Daarom is die mineraal wat in die natuur ontgin word onderhewig aan daaropvolgende verwerking. Dit verbeter sy eienskappe.