Grafit er et mineral, en stabil krystallinsk modifikation af kulstof. Det bevarer sine oprindelige egenskaber under standardforhold. Materialet er ildfast, tilstrækkelig tæt og har høj elektrisk ledningsevne. Det viser sig ved opvarmning af antracit uden luftadgang. Det bruges i støberier, til fremstilling af stål samt til smøring i valseproduktion. Men disse områder dækker ikke alle anvendelsesområder.
Grundlæggende funktioner
Hvis du er interesseret i spørgsmålet om, hvad tætheden af grafit er, skal du vide, at denne parameter er 2230 kg/m3. En anden allotrop form for kulstof er diamant, hvorfor grafit nogle gange sammenlignes med det. Sidstnævnte har elektrisk ledende egenskaber og fungerer som et halvmetal. Denne ejendom har fundet vej til elektrodefremstillingsprocessen.
Grafittætheden er ikke alt, du behøver at vide, hvis du er interesseret i dette mineral. Der er også andre egenskaber at overveje. For eksempel smelter denne krystallinske modifikation af kulstof ikke, men hvornårudsat for en temperatur på 3500 °C antændes. Materialet passerer væskefasen og går over i gasform.
Men hvis betingelserne giver mulighed for en stigning i trykket op til 90 MPa, såvel som temperaturen, kan smeltning opnås. Denne opdagelse blev gjort, mens de studerede egenskaberne af diamant, da de forsøgte at syntetisere den. Men det var ikke muligt at opnå dette materiale fra smeltet grafit.
krystalgitter
Krystalgitteret af grafit sørger for tilstedeværelsen af carbonatomer. Den har en lagdelt struktur. Afstanden mellem individuelle lag kan nå 0,335 nm. I gitteret binder carbonatomer sig til tre andre carbonatomer.
Gitteret kan være sekskantet og romboedrisk. I hvert lag er carbonatomer placeret overfor de centrale dele af sekskanterne. Sidstnævnte er i tilstødende lag, derefter gentages lagenes placering, hvilket sker efter et.
Produktion af kunstig grafit
Grafit og dets egenskaber er ikke det eneste, du bør vide, hvis du er interesseret i dette mineral. Det er også vigtigt at spørge om produktionen af en kunstig sort. Det adskiller sig fra et naturligt materiale ved, at syntesen producerer et stof med specificerede parametre.
Affald af petroleumskoks og kulsand bruges i produktionen. En blanding af finkornede elementer brændes og afkøles derefter i ca. 5 uger. Indvirkningen af temperatur i den første fase er ledsaget af densop til 1200 °C.
For at øge den teoretiske densitet af grafit imprægneres emner med sand. På det sidste trin finder grafitisering sted, det involverer varmebehandling af materialet i en speciel ovn, hvor temperaturen når 3000 °C. I dette tilfælde er det muligt at danne et krystalgitter.
Denne grafit har høj termisk ledningsevne og fremragende elektrisk ledningsevne. Egenskabernes anisotropi er iboende i et mineral opnået ved ekstrudering. I dag bruges en nyere teknologi, som kaldes isostatisk presning. Dette gør det muligt at fremstille et materiale, der har en lav friktionskoefficient. Det har isotrope egenskaber.
Densiteten af grafit (g/cm3), som opnås under ekstruderingsprocessen, når 2,23. Den samme indikator for den isostatiske omkrystalliserede sort kan, afhængigt af mærket, nå 5 g/cm 3. Sådant materiale bruges til fremstilling af emner i store størrelser, hvis længde og diameter er henholdsvis 1000 og 500 mm, samt til fremstilling af støbedele og forme, der har antifriktionsegenskaber.
Hovedmærker
I dag benyttes muligheden for syntese med forskellige kornstørrelser. Som et resultat kan grafit klassificeres i:
- grovt;
- medium;
- finkornet;
- finkornet.
Elementer af den første når en diameter på 3.000 mikron. Hvis vi taler om en mellemkornet sort, så er kornstørrelsen 500µm. Finkornet grafitkvalitet MPG med en kornstørrelse på op til 50 mikron er kendetegnet ved. Der er også et finkornet isotropisk mineral af mærket MIG-1, hvis partikler har størrelser fra 30 til 150 mikron. Finkornet grafit og isostatisk grafit har korn op til 30 mikron i størrelse, deres mindste diameter er 1 mikron.
Brug af kunstig grafit
Du kender allerede tætheden af grafit. Det er dog også vigtigt at undersøge anvendelsesområdet for den kunstige sort. Det anvendes i alle brancher. Elektroder er lavet af grovkornet. Finkornet strukturel går til produktion af formede produkter, der har en kompleks form.
Brugen af et kunstigt mineral gjorde det muligt at opnå høj præcision i fremstillingen af dele. I dag produceres der udstyr, der fuldt ud opfylder dette århundredes standarder.
Yderligere oplysninger om tæthed og termisk udvidelse
Afhængig af tilsætningsstoffet kan den højeste tæthed af grafit være 5 g/cm3. Minimumsværdien er 2. Den er iboende i omkrystalliseret grafit. Enkeltkrystaller har en høj anisotropi, dette skyldes strukturen af krystalgitteret. I basalplanerne er termisk udvidelse negativ op til 427 °C. Dette tyder på, at mineralet krymper.
Med stigende temperatur falder dens absolutte værdi. Ved ovenstående temperaturniveau er termisk ekspansion positiv. Detrettet vinkelret på basalplanerne. Temperaturudvidelseskoefficienten er næsten uafhængig af temperaturen og overstiger værdien med mere end 20 gange sammenlignet med den gennemsnitlige absolutte koefficient for basalplanerne.
Hvad du ellers har brug for at vide om holdbarhed
Grafitts styrke og tæthed ændrer sig med stigende temperatur. For de fleste kunstige grafitter øges trækstyrken med en faktor 2,5 med stigende temperatur. Den maksimale værdi når 2800 °C.
Trykstyrken øges med 1,6 gange, når temperaturen når 2.200 °C. Forskydnings- og elasticitetsmodulerne øges 1,6 gange, når temperaturen når 1.600 °C.
Afslutningsvis
Formen definerer varianterne af grafit, som kan være: lamelformet, flaget og sfærisk. Flake kaldes også kulglødning. Grafit er også en mikrostrukturel bestanddel af formbart, gråt duktilt jern og komprimeret grafitstøbejern. I dette tilfælde er det sammensat af kulstof og bestemmer de specifikke egenskaber af støbejern.
Dette materiale blev brugt til at skabe inskriptioner og tegninger for omkring 4.000 år siden. Dens navn kommer fra ordet "skrive". Aflejringerne er placeret, hvor aflejringer af bitumen og stenkul har været udsat for høje temperaturer.
