Grafit: hustota, vlastnosti, funkce aplikace a typy

Grafit je látka, která se vyskytuje v přírodě. Jedná se o jednu z modifikací uhlíku, která se vyznačuje určitou krystalovou mřížkou. To určuje vlastnosti grafitu. V přírodě je uhlík nalezen ve dvou hlavních typech. To je grafit a diamant. Jejich chemický vzorec je totožný, ale fyzikální vlastnosti jsou radikálně odlišné.

Je to struktura krystalová mřížka ovlivňuje tyto vlastnosti. V něm jsou volné elektrony, které určují fyzikální vlastnosti hmoty. Grafit, hustota, jejichž typy a rozsah jsou pro řadu průmyslových odvětví zajímavé.

Základní vlastnosti

Grafit je šedá látka s kovovým leskem. Má vysokou tepelnou vodivost (3,55 W / deg / cm). Díky tomuto grafitu je široce používán v různých průmyslových odvětvích. Tato hodnota je vyšší než u cihel, což se vysvětluje přítomností mobilních elektronů v krystalové mříži. Rovněž podporují dobrou elektrickou vodivost. Ve všech souhrnných stavech je tato látka charakterizována nízkou proudovou odolností (od 0,4 do 0,6 Ohm).

Grafit je inertní látka, která není rozpustná chemicky aktivními složkami. To je možné pouze tehdy, pokud vstoupí do média roztaveného kovu s vysokou teplotou varu. Grafit za takových podmínek se úplně roztaví a tvoří karbidy.

Nízká koeficient tření a vysoká teplota tání způsobují dobré těsnící vlastnosti. Hustota grafitu (kg / m3) je 2,23. Ale materiál je dobře ohnutý a řezaný.

Struktura

Vzhledem k hustotě grafitu, stejně jako k vlastnostem a druhům je třeba věnovat pozornost jeho struktuře. Jedná se o vrstvenou látku. Jeho atomy uhlíku jsou zarovnány v křišťálové mřížce podobné plástvu. Hexagony v jedné vrstvě těsně k sobě. Avšak propojení mezi jednotlivými úrovněmi je slabé. Jedná se o tuto funkci, která usnadňuje zlomení grafitu.

Na stupnici Mohs je tvrdost materiálu jedna. Pro srovnání, toto číslo je 10 pro diamant a 5 pro ceramogranit. Při 1500 ° C, podle vědců, krystalová mřížka grafitu může být přeměněna na diamant.

V procesu průmyslového zpracování se mění struktura látky. Kromě toho různé grafity mají různé vlastnosti. Pokud nebyl extrahovaný materiál uměle zpracován, je to přirozený typ látky.

Přírodní grafit

Grafit, jehož hustota a vlastnosti se výrazně liší v závislosti na značce výrobce, se přirozeně vyskytují ve dvou hlavních variantách. První typ se nazývá hexagonální. Má krystalovou mřížku, ve které je polovina atomů v každé vrstvě nad a pod středem šestiúhelníku.

Druhá modifikace je rhomboedrální. Každá čtvrtá vrstva opakuje první. Tato modifikace v přírodě se nachází pouze ve formě nečistot. Pokud se tato látka zahřeje na teplotu 2500-3300 K, její krystalová mřížka se změní na šestiúhelníkový. V přírodních podmínkách se materiál nachází častěji v této formě.

Složení

V přírodě se grafit nikdy nenachází ve své čisté podobě. Obsahuje spíše velké množství popelu (někdy až 20%). Skládá se z mnoha různých sloučenin (FeO, MgO, CuO, CaO atd.). Až 2% hmotnosti v přírodním grafitu může být obsazeno plyny. Bitumen a voda mohou být také přítomny.

Hustota grafitového prášku se mění v závislosti na disperzi, přítomnosti pórů. Výše uvedená hodnota může být snížena na 2,09 kg / m³. Grafit je na dotyk mastný. Pokud ji vezmete rukama, na prstech bude charakteristická stopa. Z tohoto materiálu jsou proto vytvořeny tyče pro jednoduchou tužku. Zanechává na papíře jasnou známku.

Umělý grafit

Pro výrobu je velmi důležité zvážit, jaká je hustota grafitu. Fyzika jasně ukazuje, že čím větší je hustota této látky, tím větší je její tepelná vodivost. Umělý grafit se vyznačuje vysokou čistotou (až 99%). To se také výrazně zvyšuje hustota materiálu.

Výroba rafinovaného grafitu se provádí termochemickými a termomechanickými vlivy. Pro každé odvětví se vyrábí látka s určitým souborem vlastností. To umožňuje uspokojit potřeby průmyslu v grafitu s danými fyzikálními vlastnostmi.

Značení uměle vytvořených látek zahrnuje rozpis materiálových typů podle místa určení. Tam jsou slévárna, elektrický, baterie, prvek, maziva a tužkový grafit. Tam jsou také speciální značky používané v jaderných reaktorech.

Rozsah aplikace

Ve výrobě jistě vlastnosti grafitu. Aplikace tato látka je na nich zcela závislá. Grafit se používá v metalurgii při výrobě žáruvzdorných tvarů nebo kbelíků, kontejnerů. Ve slévárenském procesu se prášek z této látky používá jako mazivo. Jednou ze součástí žáruvzdorné cihly je také grafit. Do směsi se přidává směs při výrobě plastů.

Tento materiál se také používá pro vytváření kontaktů elektrických spotřebičů. Toto je usnadněno elektricky vodivými vlastnostmi hmoty.

Grafitové tužky jsou možná známé každému člověku. Tento materiál se také používá při výrobě některých typů nátěrových hmot. V tomto případě je to černý (a ne šedý) grafit. Taková barva má antikorozní vlastnosti.

Z dnešního přírodního minerálu, umělé diamanty. Používají se při výrobě vysoce výkonných řezných nástrojů. Ve strojírenství je grafitový prášek materiálem pro ložiska, stejně jako pístní a těsnicí kroužky. Ve formě maziva je vhodný pro zpracování cyklistických řetězů, automobilových pružin, dveřních závěsů.

Dokonce i ve složení mnoha léků lze najít grafit.

Použití v potravinářském průmyslu

Tato látka je také široce používána v potravinářském průmyslu. K tomu dochází v průběhu výroby k určitému zacházení. Hustota železa, etylalkohol, grafit a cukr, jsou ze zřejmých důvodů odlišné. Předkládaný materiál však může obsahovat sám sebe a být součástí některých látek. Je to v parafinech, éterech, alkoholu a dokonce i v cukru.

Můžete to vidět, pokud máte jednoduchý zážitek. Nejprve musíte vzít kus cukru. Je umístěn na tvrdém víku a zakrytý čepičkou (můžete mít náprstek). Poté je kov, který je pokryt cukrem, silně zahřátý. Od podprsenky bude vycházet nafouklý kouř. Pokud mu přineseš zápas, plyn hoří.

Když se kouř přestane vystupovat, můžete vzít náprstek. Na víku je černá hmota. To je uhlí. Je to uhlík, ze kterého se skládá grafit.

Bytí v přírodě

Grafit, hustota který závisí na jeho čistotě, je v přírodě v poměrně velkém množství. Každoročně po celém světě se získává asi 600 tisíc tun této látky. Největší zásoby jsou soustředěny v Mexiku, České republice, Číně, na Ukrajině, v Brazílii, v Rusku, v Kanadě av Jižní Koreji.

Od starověku se grafitové ložiska vzbudily zájem lidstva. Dnes jsou tyto přírodní zdroje vyvíjeny tak, aby poskytovaly průmyslu materiály s požadovanými vlastnostmi. Grafit nalézt v žula, vápencových hornin, rula nebo slída jako vláknitých nebo krystalických inkluzí. Extrakce se provádí otevřenými a podzemními metodami.

Náklady na grafit

Grafit, hustota a jejíž čistota ovlivňuje jeho hodnotu, se nyní prodává za poměrně dostupné ceny. To je ovlivněno velikostí krystalů a také obsahem uhlíku. Čím vyšší je, tím dražší je grafit. Při dostatečně vysokém obsahu uhlíku se fyzikální vlastnosti materiálu zvyšují. To je cenné pro průmyslové odvětví mnoha průmyslových odvětví.

Dnes je průměrná cena grafitu asi 45 rublů na kilogram. Pokud by bylo uměle zpracováno, náklady se výrazně zvýšily. Také cena přírodního minerálu závisí na umístění zálohy.

Po seznámení se s hlavními vlastnostmi a charakteristikami grafitu lze konstatovat, že jeho hustota závisí jak na nákladové, tak technické kvalitě materiálu. Těžba nerostných surovin je proto předmětem dalšího zpracování. To zvyšuje jeho kvalitu.