Grafit: gustoća, svojstva, značajke aplikacije i vrste

Grafit je tvar koja se pojavljuje u prirodi. Ovo je jedna od modifikacija ugljika, koju karakterizira određena kristalna rešetka. Ovo određuje svojstva koja grafit posjeduje. U prirodi, ugljik se nalazi u dvije glavne vrste. Ovo je grafit i dijamant. Njihova kemijska formula je identična, ali fizička svojstva su radikalno različita.

To je struktura kristalna rešetka utječe na te karakteristike. U njoj postoje slobodni elektroni koji određuju fizička svojstva materije. Grafit, gustoća, vrste i opseg koji su zanimljivi za niz industrija, treba detaljnije razmotriti.

Osnovni svojstva

Grafit je siva tvar s metalnim sjajom. Ima visoku toplinsku vodljivost (3,55 W / deg / cm). Zbog toga je grafit široko korišten u različitim industrijama. Ova je brojka veća od one opeke, što je objašnjeno prisustvom mobilnih elektrona u kristalnoj rešetki. Oni također promiču dobru električnu vodljivost. U svim agregatnim stanjima ova tvar karakterizira niska otpornost na struju (od 0,4 do 0,6 Ohm).

Grafit je inertna tvar koja nije topiva kemijski aktivnim komponentama. To je moguće samo ako ulazi u medij od rastaljenog metala s visokom točkom ključanja. Grafitet se pod takvim uvjetima potpuno topi, tvoreći karbide.

nizak koeficijent trenja i visoka tališta uzrokuju dobra svojstva brtvljenja. Gustoća grafita (kg / m3) je 2,23. Ali materijal je dobro savijen i izrezan.

struktura

S obzirom na gustoću grafita, kao i svojstva i vrste, potrebno je obratiti pažnju na njegovu strukturu. Ovo je slojevita tvar. Njeni atomi ugljika poravnani su u kristalnoj rešetki sličnoj savi. Heksagoni u jednom sloju čvrsto se međusobno uklapaju. Međutim, veza između svake razine je slaba. To je ta značajka koja olakšava slom grafit.

Na Mohsovoj skali, tvrdoća materijala je jedna. Za usporedbu, ta je brojka 10 za dijamant i 5 za ceramogranit. Na 1500 ° C, prema znanstvenicima, kristalna rešetka grafita može se pretvoriti u dijamant.

U procesu industrijske obrade struktura tvari se mijenja. Uz to, različite grafitne grafitine imaju različita svojstva. Ako se ekstrahirani materijal ne obrađuje umjetno, to je prirodna vrsta tvari.

Prirodni grafit

Grafit, čija gustoća i svojstva značajno variraju ovisno o marki proizvođača, u prirodnim uvjetima dolazi u dvije glavne varijante. Prvi tip se zove šesterokutni. Ima kristalnu rešetku u kojoj pola atoma u svakom sloju su iznad i ispod središta šesterokuta.

Druga izmjena je romboedarska. Svaki četvrti sloj ponavlja prvi. Ova modifikacija u prirodi se nalazi samo u obliku nečistoća. Ako se ta tvar zagrijava na temperaturi od 2500-3300 K, kristalna rešetka će se pretvoriti u heksagonalno. U prirodnim uvjetima, materijal se češće nalazi u ovom obliku.

struktura

U prirodi, grafit se nikada ne nalazi u svom čistom obliku. Sadrži prilično veliku količinu pepela (ponekad i do 20%). Sastoji se od mnogo različitih spojeva (FeO, MgO, CuO, CaO, itd.). Do 2% mase u prirodnom grafitu mogu zauzeti plinovi. Bitumen i voda također mogu biti prisutni.

Gustoća grafitnog praha varira ovisno o disperziji, prisutnosti pore. Gornja vrijednost može se smanjiti na 2,09 kg / m³. Grafit je masivan do dodira. Ako ga uzmete rukama, na prstima će biti obilježje. Stoga se iz takvog materijala stvaraju šipke za jednostavnu olovku. On ostavlja jasnu oznaku na papiru.

Umjetni grafit

Za proizvodnju je vrlo važno razmotriti što je gustoća grafita. Fizika jasno pokazuje da što je veća gustoća ove tvari, to je veća njegova toplinska vodljivost. Umjetni grafit karakterizira visoka čistoća (do 99%). To se također uvelike povećava gustoća materijala.

Proizvodnja rafiniranog grafita provodi se termokemijskim i termomehaničkim utjecajima. Za svaku industriju napravljena je tvar s određenim skupom kvalitete. To omogućuje zadovoljavanje potreba industrije u grafitu s određenim fizičkim karakteristikama.

Označavanje umjetno stvorenih tvari obuhvaća razvrstavanje vrsta materijala po odredištu. Postoji ljevaonica, električna baterija, element, lubrikant i grafita olovkom. Postoje i posebni brendovi koji se koriste u nuklearnim reaktorima.

Opseg primjene

U proizvodnji, sigurni svojstva grafita. primjena ta supstanca u potpunosti ovisi o njima. Grafit se koristi u metalurgiji u proizvodnji vatrostalnih oblika ili kante, spremnika. U procesu ljevaonice, prašak iz sadašnje tvari se koristi kao lubrikant. Jedna od komponenti vatrostalne opeke je također grafit. Dodaje se smjesi u proizvodnji plastike.

Ovaj materijal se također koristi za izradu kontakata električnih aparata. To se olakšava električno vodljivim svojstvima tvari.

Grafitne olovke su poznate, možda, svakoj osobi. Ovaj materijal se također koristi za izradu određenih vrsta boja. U ovom je slučaju crna (a ne siva) grafit. Takva boja ima antikorozivne osobine.

Od sadašnjeg prirodnog minerala, umjetni dijamanti. Koriste se za izradu teških alata za rezanje. U inženjeringu, grafitni prašak je materijal za ležajeve, kao i klipne i brtvene prstene. U obliku lubrikanta prikladan je za preradu lanaca za bicikle, autosustave, šarke vrata.

Čak iu sastavu mnogih lijekova, može se naći i grafit.

Primjena u prehrambenoj industriji

Ova tvar također se široko koristi u prehrambenoj industriji. Da biste to učinili, podvrgava se određenom postupku tijekom proizvodnje. Gustoća željeza, etilni alkohol, grafit i šećer, iz očitih razloga, različit je. Ali predstavljeni materijal može sadržavati i sam po sebi i biti dio nekih tvari. U parafinama, eterima, alkoholu, pa čak iu šećeru.

To možete vidjeti ako imate jednostavno iskustvo. Najprije morate uzeti komad šećera. Stavlja se na tvrdi poklopac i pokriva kapicom (možete imati čašu). Zatim je metal koji je prekriven šećerom jako zagrijan. Dimni dim će se emitirati ispod gumba. Ako mu dovedeš utakmicu, plin će izgorjeti.

Kada se dim prestane isticati, možete skinuti bubnju. Na poklopcu je crna masa. Ovo je ugljen. To je ugljik iz kojeg se grafit sastoji.

Biti u prirodi

Grafit, gustoća što ovisi o njegovoj čistoći, je u prirodi u prilično velikim količinama. Svake godine diljem svijeta izdvaja se oko 600 tisuća tona ove tvari. Najveće rezerve su koncentrirane u Meksiku, Češkoj, Kini, Ukrajini, Brazilu, Rusiji, Kanadi i Južnoj Koreji.

Od davnina su grafitni naslage izazvali interes čovječanstva. Danas se ti prirodni resursi razvijaju kako bi industriji pružili materijale s traženim kvalitetama. Grafit se nalazi u granitima, vapnenačkim stijenama, tinjcima ili gnizu u obliku vlaknastih ili kristalnih impregnacija. Ekstrakcija se provodi otvorenim i podzemnim metodama.

Trošak grafita

Grafit, gustoća čija čistoća utječe na njegovu vrijednost, sada se prodaje po pristupačnim cijenama. Na to utječe veličina kristala, kao i sadržaj ugljika. Što je veći, skuplji je grafit. S dovoljno visokim udjelom ugljika povećavaju se fizička svojstva materijala. To je vrijedno za industrije različitih industrijskih grana.

Danas je prosječna cijena grafita oko 45 rubalja po kilogramu. Ako je umjetno tretirana, trošak je znatno povećan. Također, cijena prirodnog minerala ovisi o položaju depozita.

Nakon što smo upoznali s glavnim svojstvima i karakteristikama grafita, možemo zaključiti da njegova gustoća ovisi o troškovima i tehničkim svojstvima materijala. Stoga, minirani minerali podliježu daljnjoj obradi. To povećava njegovu kvalitetu.