Grafitas yra mineralas, stabili kristalinė anglies modifikacija. Standartinėmis sąlygomis išlaiko savo pirmines savybes. Medžiaga yra ugniai atspari, pakankamai tanki ir pasižymi dideliu elektros laidumu. Pasirodo, kaitinant antracitą be oro prieigos. Jis naudojamas liejyklose, plieno gamyboje, taip pat tepimui valcavimo gamyboje. Tačiau šios sritys neapima visų naudojimo sričių.
Pagrindinės funkcijos
Jei jus domina klausimas, koks yra grafito tankis, turėtumėte žinoti, kad šis parametras yra 2230 kg/m3. Kita alotropinė anglies forma yra deimantas, todėl kartais su juo lyginamas grafitas. Pastarasis turi elektrai laidžias charakteristikas ir veikia kaip pusmetalis. Ši savybė pateko į elektrodų gamybos procesą.
Grafito tankis nėra viskas, ką reikia žinoti, jei domitės šiuo mineralu. Taip pat reikia atsižvelgti į kitas savybes. Pavyzdžiui, ši kristalinė anglies modifikacija netirpsta, bet kadaveikiamas 3500 °C temperatūros užsidega. Medžiaga praeina skystąją fazę ir pereina į dujinę būseną.
Tačiau jei sąlygos numato padidinti slėgį iki 90 MPa, taip pat temperatūrą, tada galima pasiekti lydymosi. Šis atradimas buvo padarytas tiriant deimantų savybes, kai buvo bandoma jį sintetinti. Tačiau šios medžiagos nebuvo įmanoma gauti iš išlydyto grafito.
Krištolinė grotelė
Grafito kristalinė gardelė užtikrina anglies atomų buvimą. Jis turi sluoksniuotą struktūrą. Atstumas tarp atskirų sluoksnių gali siekti 0,335 nm. Gardelėje anglies atomai jungiasi su trimis kitais anglies atomais.
Tinklelis gali būti šešiakampis ir romboedras. Kiekviename sluoksnyje anglies atomai yra priešais centrines šešiakampių dalis. Pastarieji yra gretimuose sluoksniuose, tada sluoksnių padėtis kartojama, o tai nutinka po vieno.
Dirbtinio grafito gamyba
Grafitas ir jo savybės nėra vienintelis dalykas, kurį turėtumėte žinoti, jei domitės šiuo mineralu. Taip pat svarbu pasiteirauti apie dirbtinės veislės gamybą. Ji skiriasi nuo natūralios medžiagos tuo, kad sintezės metu gaunama medžiaga su nurodytais parametrais.
Gamyboje naudojamos naftos kokso ir akmens anglių smėlio atliekos. Smulkiagrūdžių elementų mišinys kūrenamas, o po to šaldomas apie 5 savaites. Temperatūros poveikį pirmajame etape lydi joiki 1200 °C.
Siekiant padidinti teorinį grafito tankį, ruošiniai impregnuojami smėliu. Paskutiniame etape vyksta grafitizacija, kai medžiaga termiškai apdorojama specialioje krosnyje, kurios temperatūra siekia 3000 °C. Tokiu atveju galima suformuoti kristalinę gardelę.
Šis grafitas pasižymi dideliu šilumos laidumu ir puikiu elektros laidumu. Savybių anizotropija būdinga ekstruzijos būdu gautam mineralui. Šiandien naudojama naujesnė technologija, kuri vadinama izostatiniu presavimu. Tai leidžia pagaminti medžiagą, kuri turi mažą trinties koeficientą. Jis turi izotropinių savybių.
Nr. 3. Tokia medžiaga naudojama didelių gabaritų ruošiniams, kurių ilgis ir skersmuo yra atitinkamai 1000 ir 500 mm, gaminti, taip pat liejimo detalėms ir formoms, turinčioms antifrikcinių savybių, gaminti.
Pagrindiniai prekės ženklai
Šiandien naudojama sintezės su skirtingų grūdelių dydžiais galimybė. Dėl to grafitas gali būti klasifikuojamas į:
- šiurkštus;
- vidutinis;
- smulkiagrūdis;
- smulkiagrūdis.
Pirmojo elemento skersmuo siekia 3000 mikronų. Jei mes kalbame apie vidutinio grūdo veislę, tada grūdų dydis yra 500µm. Skiriamas smulkiagrūdis grafito tipo MPG, kurio grūdelių dydis yra iki 50 mikronų. Taip pat yra smulkiagrūdis MIG-1 izotropinis mineralas, kurio dalelės yra nuo 30 iki 150 mikronų. Smulkiagrūdis grafitas ir izostatinis grafitas turi iki 30 mikronų dydžio grūdelius, jų mažiausias skersmuo yra 1 mikronas.
Dirbtinio grafito naudojimas
Grafito tankį jau žinote. Tačiau taip pat svarbu ištirti dirbtinės veislės naudojimo sritį. Jis taikomas visose pramonės šakose. Elektrodai pagaminti iš stambiagrūdžių. Smulkiagrūdė konstrukcija skirta sudėtingos formos forminiams gaminiams gaminti.
Dirbtinio mineralo naudojimas leido pasiekti didelį detalių gamybos tikslumą. Šiandien gaminama įranga, visiškai atitinkanti šio amžiaus standartus.
Papildoma informacija apie tankį ir šiluminį plėtimąsi
Priklausomai nuo priedo, didžiausias grafito tankis gali būti 5g/cm3. Mažiausia vertė yra 2. Ji būdinga perkristalizuotam grafitui. Pavieniai kristalai turi didelę anizotropiją, tai yra dėl kristalinės gardelės struktūros. Bazinėse plokštumose šiluminis plėtimasis yra neigiamas iki 427 °C. Tai rodo, kad mineralas traukiasi.
Didėjant temperatūrai, jos absoliuti vertė mažėja. Esant aukščiau nurodytam temperatūros lygiui, šiluminis plėtimasis yra teigiamas. Tainukreiptas statmenai bazinėms plokštumoms. Temperatūros plėtimosi koeficientas beveik nepriklauso nuo temperatūros ir viršija vertę daugiau nei 20 kartų, palyginti su bazinių plokštumų absoliučiu koeficientu.
Ką dar reikia žinoti apie ilgaamžiškumą
Grafito stiprumas ir tankis keičiasi kylant temperatūrai. Daugumos dirbtinių grafitų tempiamasis stipris didėja 2,5 karto, didėjant temperatūrai. Didžiausia vertė pasiekia 2800 °C.
Gniuždymo stipris padidėja 1,6 karto, kai temperatūra pasiekia 2200 °C. Šlyties ir elastingumo moduliai padidėja 1,6 karto, kai temperatūra pasiekia 1600 °C.
Pabaigoje
Forma apibrėžia grafito rūšis, kurios gali būti: sluoksniuotos, sluoksniuotos ir sferinės. Dribsniai taip pat vadinami anglies atkaitinimu. Grafitas taip pat yra kaliojo, pilkojo kaliojo ir tankinto grafito ketaus mikrostruktūrinė sudedamoji dalis. Šiuo atveju jis susideda iš anglies ir nustato specifines ketaus savybes.
Ši medžiaga buvo naudojama užrašams ir piešiniams kurti maždaug prieš 4000 metų. Jo pavadinimas kilęs iš žodžio „rašyti“. Nuosėdos yra ten, kur bitumo ir akmens anglių nuosėdos buvo veikiamos aukštos temperatūros.
