Grafitt: tetthet, egenskaper, applikasjonsfunksjoner og typer

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

Grafitt er et stoff som forekommer naturlig. Dette er en av modifikasjonene av karbon, som er preget av et visst krystallgitter. Dette bestemmer egenskapene som grafitt har. Karbon forekommer i naturen i to hovedformer. Disse er grafitt og diamant. Deres kjemiske formel er identisk, men deres fysiske egenskaper er radik alt forskjellige.

Det er strukturen til krystallgitteret som påvirker disse egenskapene. Den har frie elektroner som bestemmer de fysiske egenskapene til materie. Grafitt, hvis tetthet, typer og omfang er interessant for mange bransjer, er verdt å vurdere nærmere.

Grunnleggende funksjoner

Grafitt er et grått stoff med en metallisk glans. Den har høy varmeledningsevne (3,55 W/grad/cm). På grunn av dette brukes grafitt aktivt i ulike bransjer. Dette tallet er høyere enn for en murstein, noe som forklares av tilstedeværelsen av mobile elektroner i krystallgitteret. De bidrar også til god elektrisk ledningsevne. I alle aggregeringstilstander er dette stoffet preget av lav strømmotstand (fra 0,4 til 0,6 ohm).

Grafitt er et inert stoff som ikke løses opp av kjemisk aktive komponenter. Dette er bare mulig når det kommer inn i mediet av smeltet metall med høyt kokepunkt. Grafitt under slike forhold smelter fullstendig og danner karbider.

Lav friksjonskoeffisient og høyt smeltepunkt gir gode tetningsegenskaper. Tettheten av grafitt (kg/m3) er 2,23. Men samtidig bøyer og skjærer materialet godt.

Structure

Med tanke på tettheten til grafitt, samt egenskaper og typer, er det nødvendig å ta hensyn til strukturen. Dette er et lagdelt stoff. Karbonatomene står på linje i et bikakelignende krystallgitter. Sekskanter i ett lag passer tett sammen. Forholdet mellom hvert nivå er imidlertid svakt. Det er denne funksjonen som gjør det enkelt å bryte grafitt.

På Mohs-skalaen er hardheten til materialet én. Til sammenligning er denne indikatoren 10 for diamant og 5 for porselenssteintøy. Ved en temperatur på 1500 ° C, ifølge forskere, kan krystallgitteret til grafitt omdannes til diamant.

Under industriell prosessering endres strukturen til materie. Samtidig har ulike kvaliteter av grafitt forskjellige egenskaper. Hvis det utvunnede materialet ikke er bearbeidet kunstig, er det en naturlig type stoff.

naturlig grafitt

Grafitt, hvis tetthet og egenskaper varierer betydelig avhengig av produsentens merke, finnes under naturlige forhold i 2 hovedvarianter. Første typek alt sekskantet. Den har et krystallgitter der halvparten av atomene i hvert lag er over og under midten av sekskanten.

Den andre modifikasjonen er romboedrisk. Hvert fjerde lag gjentar det første. Denne modifikasjonen skjer i naturen bare i form av urenheter. Hvis dette stoffet varmes opp til en temperatur på 2500-3300 K, vil dets krystallgitter bli et sekskantet. Under naturlige forhold er materialet oftere funnet i denne formen.

Composition

I naturen finnes aldri grafitt i sin rene form. Den inneholder en ganske stor mengde aske (noen ganger opptil 20%). Den består av mange forskjellige forbindelser (FeO, MgO, CuO, CaO, etc.). Opptil 2 % av massen i naturlig grafitt kan være okkupert av gasser. Bitumen og vann kan også være tilstede.

Tettheten til grafittpulver varierer avhengig av dispersjonen, tilstedeværelsen av porer. Verdien ovenfor kan reduseres til 2,09 kg/m3. Grafitt er fettete å ta på. Hvis du tar den med hendene, vil et karakteristisk merke forbli på fingrene. Derfor er stenger for en enkel blyant laget av slikt materiale. Det setter tydelige spor på papiret.

kunstig grafitt

For produksjon er det veldig viktig å vurdere hva som er tettheten til grafitt. Fysikken gjør det klart at jo større tetthet dette stoffet har, desto større er dets varmeledningsevne. Kunstig grafitt er preget av høy renhet (opptil 99%). Det øker også tettheten til materialet kraftig.

Produksjonen av raffinert grafitt utføres av termokjemiske og termomekaniske påvirkninger. For hver produksjonsgren produseres et stoff med et visst sett av kvaliteter. Dette gjør det mulig å møte behovene til industrien innen grafitt med gitte fysiske egenskaper.

Merking av kunstige stoffer inkluderer en inndeling av materi altyper etter destinasjon. Det er støperi, elektrokarbon, batteri, elementært, smørende og blyantgrafitt. Det er også spesielle kvaliteter som brukes i atomreaktorer.

Anvendelsesomfang

Under produksjonen settes visse egenskaper til grafitt. Bruken av dette stoffet er helt opp til dem. Grafitt brukes i metallurgi til fremstilling av ildfaste former eller øser, beholdere. I støpeprosessen brukes pulveret fra det presenterte stoffet som smøremiddel. En av komponentene i ildfast murstein er også grafitt. Det tilsettes blandingen ved fremstilling av plast.

Dette materialet brukes også til produksjon av elektriske apparater. Dette forenkles av de elektrisk ledende egenskapene til stoffet.

Grafittblyanter er kanskje kjent for alle. Dette materialet brukes også i produksjonen av noen typer maling. I dette tilfellet er det svart (og ikke grå) grafitt som brukes. Denne malingen har anti-korrosjonsegenskaper.

Kunstige diamanter er hentet fra det presenterte naturlige mineralet. De brukes nårproduksjon av kraftige skjæreverktøy. I maskinteknikk fungerer grafittpulver som materiale for lagre, samt stempel- og tetningsringer. Som smøremiddel er det egnet for bearbeiding av sykkelkjeder, bilfjærer, dørhengsler.

Selv mange medisiner inneholder grafitt.

Matapplikasjoner

Det presenterte stoffet er også mye brukt i næringsmiddelindustrien. For å gjøre dette, under produksjonen, gjennomgår den en viss behandling. Tettheten av jern, etylalkohol, grafitt og sukker er av åpenbare grunner annerledes. Men det presenterte materialet kan både inneholde og være en del av noen stoffer. Det finnes i parafiner, estere, alkohol og til og med sukker.

Dette kan bekreftes med et enkelt eksperiment. Først må du ta et stykke sukker. Den legges på et hardt lokk og dekkes med en hette (du kan bruke et fingerbøl). Deretter varmes metallet som sukkeret er dekket med kraftig opp. Over tid vil det komme skarp røyk ut under fingerbølet. Hvis du tar med en fyrstikk, vil gassen brenne.

Når røyken slutter å slippe ut, kan du fjerne fingerbølet. Det er en svart masse på lokket. Dette er kull. Det er karbonet grafitt er laget av.

Å være i naturen

Grafitt, hvis tetthet avhenger av dens renhet, finnes i naturen i ganske store mengder. Rundt 600 tusen tonn av dette stoffet utvinnes årlig over hele verden. Den størstedens reserver er konsentrert i Mexico, Tsjekkia, Kina, Ukraina, Brasil, Russland, Canada og Sør-Korea.

Siden antikken har grafittforekomster vekket menneskehetens interesse. I dag utvikles disse naturressursene for å gi industrien materialer med de nødvendige kvalitetene. Grafitt finnes i granitter, kalkholdige bergarter, glimmer eller gneis i form av fibrøse eller krystallinske inneslutninger. Gruvedrift utføres ved bruk av dagbrudd og underjordiske metoder.

Grafittkostnad

Grafitt, hvis tetthet og renhet påvirker verdien, selges nå til ganske rimelige priser. Dette påvirkes av størrelsen på krystallene, samt karboninnholdet. Jo høyere den er, jo dyrere er grafitten. Med et tilstrekkelig høyt karboninnhold øker de fysiske egenskapene til materialet. Dette er verdifullt for industri i en rekke bransjer.

I dag er gjennomsnittskostnaden for grafitt omtrent 45 rubler/kg. Hvis det ble behandlet kunstig, øker kostnadene betydelig. Prisen på et naturlig mineral avhenger også av plasseringen av forekomsten.

Ved å gjøre oss kjent med grafittens hovedegenskaper og egenskaper, kan vi konkludere med at både kostnadene og de tekniske egenskapene til materialet avhenger av dets tetthet. Derfor er mineralet utvunnet i naturen gjenstand for etterfølgende prosessering. Dette forbedrer kvalitetene.