Графит – минерал, көміртегінің тұрақты кристалдық модификациясы. Стандартты жағдайларда ол өзінің бастапқы қасиеттерін сақтайды. Материал отқа төзімді, жеткілікті тығыз және жоғары электр өткізгіштікке ие. Антрацитті ауаға кірмей қыздыру арқылы шығады. Ол құю цехтарында, болат өндіруде, сондай-ақ прокат өндірісінде майлау үшін қолданылады. Бірақ бұл аймақтар барлық пайдалану аймақтарын қамтымайды.
Негізгі мүмкіндіктер
Егер сізді графиттің тығыздығы қандай деген сұрақ қызықтырса, бұл параметр 2230 кг/м3 екенін білуіңіз керек. Көміртектің тағы бір аллотропиялық түрі алмаз болып табылады, сондықтан кейде графитті онымен салыстырады. Соңғысы электр өткізгіштік сипаттамаларға ие және жартылай металл ретінде әрекет етеді. Бұл қасиет электрод жасау процесінде өз жолын тапты.
Графиттің тығыздығы сізге бұл минералға қызығушылық таныту үшін қажет нәрсе ғана емес. Сондай-ақ ескеретін басқа да қасиеттер бар. Мысалы, көміртегінің бұл кристалдық модификациясы ерімейді, бірақ қашан3500 °C температураға ұшырағанда тұтанады. Материал сұйық фазадан өтіп, газ күйіне өтеді.
Алайда, егер шарттар қысымның 90 МПа дейін жоғарылауын, сондай-ақ температураны қамтамасыз етсе, онда балқытуға қол жеткізуге болады. Бұл жаңалық алмазды синтездеуге тырысқан кезде оның қасиеттерін зерттеу кезінде жасалды. Бірақ бұл материалды балқытылған графиттен алу мүмкін болмады.
Хрустальды тор
Графиттің кристалдық торы көміртегі атомдарының болуын қамтамасыз етеді. Оның қабаттық құрылымы бар. Жеке қабаттар арасындағы қашықтық 0,335 нм жетуі мүмкін. Торда көміртек атомдары басқа үш көміртек атомымен байланысады.
Тор алтыбұрышты және ромбоэдрлі болуы мүмкін. Әрбір қабатта көміртек атомдары алтыбұрыштардың орталық бөліктеріне қарама-қарсы орналасқан. Соңғылары іргелес қабаттарда, содан кейін қабаттардың орны қайталанады, ол бірінен кейін орын алады.
Жасанды графит өндіру
Графит және оның қасиеттері бұл минералға қызығушылық танытатын жалғыз нәрсе емес. Жасанды сортты өндіру туралы да сұрау керек. Оның табиғи материалдан айырмашылығы, синтезде көрсетілген параметрлері бар зат түзіледі.
Өндірісте мұнай коксының және көмір құмының қалдықтары пайдаланылады. Ұсақ түйіршікті элементтердің қоспасы күйдіріледі, содан кейін шамамен 5 апта бойы салқындатылады. Бірінші кезеңде температураның әсері онымен бірге жүреді1200 °C дейін.
Графиттің теориялық тығыздығын арттыру үшін дайындамаларды құммен сіңдіреді. Соңғы кезеңде графитизация жүреді, ол температура 3000 ° C-қа дейін жететін арнайы пеште материалды термиялық өңдеуді қамтиды. Бұл жағдайда кристалдық торды қалыптастыруға болады.
Бұл графит жоғары жылу өткізгіштікке және тамаша электрөткізгіштікке ие. Қасиеттердің анизотропиясы экструзия арқылы алынған минералға тән. Бүгінгі таңда изостатикалық престеу деп аталатын жаңа технология қолданылады. Бұл үйкеліс коэффициенті төмен материалды шығаруға мүмкіндік береді. Оның изотропты қасиеттері бар.
Экструзия процесінде алынатын графиттің тығыздығы (г/см3) 2,23-ке жетеді. Изостатикалық қайта кристалданған сорт үшін бірдей көрсеткіш брендке байланысты 5 г/см жетуі мүмкін. 3. Мұндай материал ұзындығы мен диаметрі сәйкесінше 1000 және 500 мм болатын ірі габаритті дайындамалар жасау үшін, сондай-ақ үйкеліске қарсы қасиеттері бар құйма бөлшектері мен қалыптарды өндіру үшін қолданылады.
Негізгі брендтер
Бүгінгі күні әртүрлі дән өлшемдерімен синтездеу мүмкіндігі қолданылады. Нәтижесінде графит келесіге бөлінеді:
- дөрекі;
- орта;
- ұсақ түйіршікті;
- ұсақ түйіршікті.
Бірінші элементтердің диаметрі 3000 микронға жетеді. Егер біз орташа дәнді сорт туралы айтатын болсақ, онда астық мөлшері 500 боладымкм. Ұсақ түйіршікті графитті сортты MPG түйіршік мөлшері 50 микронға дейін ерекшеленеді. Сондай-ақ бөлшектерінің өлшемдері 30-дан 150 мкм-ге дейін болатын MIG-1 маркалы ұсақ түйіршікті изотропты минерал бар. Ұсақ түйіршікті графит пен изостатикалық графиттің мөлшері 30 мкм-ге дейін түйіршіктері бар, олардың ең аз диаметрі 1 мкм.
Жасанды графитті пайдалану
Сіз графиттің тығыздығын бұрыннан білесіз. Дегенмен, жасанды сортты пайдалану саласын зерттеу де маңызды. Ол барлық салаларда қолданылады. Электродтар ірі түйіршіктерден жасалған. Ұсақ түйіршікті құрылым күрделі пішіні бар пішінді бұйымдарды өндіруге арналған.
Жасанды минералды пайдалану бөлшектерді жасауда жоғары дәлдікке қол жеткізуге мүмкіндік берді. Бүгінгі таңда осы ғасырдың стандарттарына толығымен сәйкес келетін жабдық шығарылады.
Тығыздық және термиялық кеңею туралы қосымша ақпарат
Қосымшаға байланысты графиттің ең жоғары тығыздығы 5г/см3 болуы мүмкін. Ең аз мән – 2. Ол қайта кристалданған графитке тән. Монокристалдар жоғары анизотропияға ие, бұл кристалдық тордың құрылымына байланысты. Базальды жазықтықта термиялық кеңею 427 ° C-қа дейін теріс болады. Бұл минералдың азайып бара жатқанын көрсетеді.
Температура жоғарылаған сайын оның абсолютті мәні төмендейді. Жоғарыда көрсетілген температура деңгейінде термиялық кеңею оң болады. Олбазальды жазықтықтарға перпендикуляр бағытталған. Кеңейту температуралық коэффициенті температурадан дерлік тәуелсіз және базальды жазықтықтар үшін орташа абсолютті коэффициентпен салыстырғанда мәннен 20 еседен асады.
Төзімділік туралы тағы не білу керек
Графиттің беріктігі мен тығыздығы температураның жоғарылауымен өзгереді. Көптеген жасанды графиттер үшін температураның жоғарылауымен созылу күші 2,5 есе артады. Максималды мән 2800 °C температураға жетеді.
Температура 2200 °C жеткенде қысу күші 1,6 есе артады. Температура 1600 °C жеткенде ығысу және серпімділік модульдері 1,6 есе артады.
Қорытынды
Пішіні графиттің түрлерін анықтайды, олар: пластинкалы, қабыршақты және сфералық болуы мүмкін. Қабыршақты көміртекті күйдіру деп те атайды. Графит сонымен қатар иілгіш, сұр иілгіш шойынның және нығыздалған графитті шойынның микроқұрылымдық құрамдас бөлігі болып табылады. Бұл жағдайда ол көміртектен тұрады және шойынның ерекше қасиеттерін анықтайды.
Бұл материал шамамен 4000 жыл бұрын жазулар мен сызбалар жасау үшін пайдаланылған. Оның атауы «жазу» сөзінен шыққан. Кен орындары битум мен тас көмір шөгінділері жоғары температураға ұшыраған жерлерде орналасқан.
