Grafiitti, tyypit, arvosanat, rakenne, ominaisuudet ja sovellukset
Grafiitti, tyypit, arvosanat, rakenne, ominaisuudet ja sovellukset.
Grafiitti on luonnollinen materiaali, joka kuuluu alkuperäisten elementtien luokkaan, hiilen allotrooppinen modifikaatio.
Grafiitin tyypit ja tuotemerkit
Grafiitin fysikaaliset ominaisuudet
Grafiitin kuvaus:
Grafiitti (käännetty kreikaksi. – “kirjoittaa”) on luonnollinen materiaali, joka kuuluu alkuperäiskappaleiden luokkaan, hiilen allotrooppinen modifikaatio. Grafiitin kemiallinen kaava - C.
Yhdessä grafiitin kanssa, timantti- , hiiltä on monia allotrooppisia muotoja. Esimerkiksi, grafeeni, fullereeni, hiilinanoputket , jne. aineiden ominaisuudet ovat täysin erilaisia.
Grafiitti on laajalti levinnyt luonnossa mineraalina. Se löytyy yleensä erillisten hiutaleiden muodossa, erikokoiset ja -sisälliset levyt ja klusterit.
Erota kiteisen grafiitin kerrostuma, joka liittyy magmakiviin tai liuskoihin, ja metamorfismin muodostama kryptokiteinen grafiitti hiiltä.
Luonnollinen grafiitti kemiallisen koostumuksen suhteen ei ole puhdas. Suuri määrä (10-25%) tuhassa, koostuu eri komponenteista (Fe2O3, Si02, Al2O3, MgO, P2O5, CuO, Korkea, jne.), kaasut (2%) ja bitumia, joskus vettä.
Grafiitti saadaan myös keinotekoisesti eri tavoin. Esimerkiksi, lämmittämällä koksin ja pikin seos 2800 ° C.
Grafiitin tyypit ja tuotemerkit:
GOST: n mukaisesti 17022-81 “Grafiitti. Tyypit, merkinnät ja yleiset tekniset vaatimukset” ovat seuraavat mineralogiset grafiittityypit:
kristalli
- kryptokiteinen.
Sama GOST tarjoaa seuraavat grafiittilaadut GSM-1, GSM-2, SJC-1, SJC-2, SJC-3, GK-1, GK-2, GK-3, GS-1, GS-2, GS-3, GS-4, P, EOS 1000, AUS-II, AUS-III, IS-I, IS II, IS III, GT-1, GT-2, GT-3, GE-1, GE-2, GE-3, GE-4, GL-1, GL-2, GL-3, AWN, GLS-1, GLS-2, GLS-3, GLS-4.
Ne vastaavat seuraavia käyttötapoja (kulutus) grafiittia:
- grafiitti, erityinen vähätuhkainen,
- grafiitti akku,
- grafiittikynä,
grafiitti voiteluaineet,
- grafiittikiteinen kiteinen sähköinen hiili,
- grafiittiupokka,
- grafiittielementti,
- kiteinen valimo grafiitti,
- kryptokiteinen grafiitti, sähköinen hiilihiili,
- kryptokiteinen grafiittivalimo.
Grafiitin rakenne ja kidehila:
Grafiitti on kerroksellinen, tasomainen rakenne. Yksittäiset grafiittikerrokset, joita kutsutaan grafeeniksi. Jokainen grafiitin kideverkon kerros voi vaihdella suhteessa toisiinsa, muodostaa polytyypin.
Jokaisessa kerroksessa atomit hiiltä järjestetty hunajakennoristikkoon etäisyydellä 0,142 Nm, ja tasojen välinen etäisyys grafeenia On 0,335 Nm.
Hiiliatomit, jotka sijaitsevat kerroksen yhdessä tasossa, ovat sidoksissa kovalenttisella sidoksella. Hiili on neljä vapaata elektronia. kuitenkin, kovalenttisia sidoksia, vain kolme neljästä elektronista, siis jokainen atomi hiiltä vain kolmeen hiiliatomiin. Neljäs elektroni kulkeutuu vapaasti tasossa, jolloin grafiitti tulee johtavaksi suuntaan tasan kanssa. Grafiitin johtavuus kerroksen tasoon nähden kohtisuorassa suunnassa, päinvastoin, satoja kertoja vähemmän.
Grafiitin grafeenikerrosten välissä on sidottu Vanderwaalsin heikot voimat mahdollistavat grafiittikerrosten helpon erottamisen toisistaan.
Kaksi tunnettua grafiittimuotoa alfa-grafiitti (jolla on kuusikulmainen rakenne ja kidehila) ja beeta-grafiitti (jolla on rombohedraalinen rakenne ja kristallihila). Molemmilla grafiittimuodoilla on hyvin samanlaiset fysikaaliset ominaisuudet, paitsi että grafeenikerrokset kukin grafiitista pinottiin muutamalla eri tavalla.
Kuva. 1. Alfa-grafiitti
Puolet kunkin kerroksen atomeista α-grafiitista kuusikulmion keskien ylä- ja alapuolella, ja β-grafiitti joka neljäs kerros toistaa ensimmäisen.
Kuva. 2. Beeta-grafiitti
Alfa-grafiitti voidaan muuntaa beeta-muotoon mekaanisella käsittelyllä. Beeta-muoto, se menee alfa-muotoon kuumentamalla grafiittia yli 1300 ° C.
Grafiitin ominaisuudet:
- grafiitin sähkönjohtavuus on anisotrooppinen (ts. suunnasta riippuvainen grafiitin sisällä). se on hyvä kapellimestari sähköinen virran perustason suuntaiseen suuntaan. Tässä tapauksessa, johtavuus lähellä metallia. Kohtisuorassa suunnassa, johtavuus on satoja kertoja pienempi.
- sillä on alhainen kovuus. Kovuus Mohsin koulu 1.
on suhteellisen lievä. Altistumisen jälkeen korkeille lämpötiloille tulee hieman jäykempi ja erittäin hauras,
- tiheys 2.08-2,23 g / cm3,
- helposti työstettävä,
- väri rautamustasta teräsharmaaseen, kiilto metallinen,
- sulamaton, kestävä kuumennettaessa poissa ollessa ilmaa,
- öljyinen (liukas) kosketukseen, jättää jäljen paperille ja sormille
- grafiitin kitkan avulla hajoaa yksittäisiksi asteikkoiksi (tätä ominaisuutta käytetään lyijykynissä),
- on riittävän suuri johtokyky. Grafiitin lämmönjohtavuus on anisotrooppinen. Se vaihtelee 100 että 354,1 W /(m * K) ja riippuu grafiittilaadusta, suunnasta suhteessa perustasoihin ja lämpötilaan,
- grafiitin lämpölaajenemiskerroin on myös anisotrooppinen ja lämpötilariippuvainen. Vastaanottaja 700 K, grafiitin lämpölaajenemiskerroin on negatiivinen perustasojen suunnassa (grafiitti kutistuu kuumennettaessa), sen absoluuttinen arvo lämpötilan noustessa pienenee. Edellä 700 K, lämpölaajenemiskertoimesta tulee positiivinen. Pohjatasoihin nähden kohtisuorassa suunnassa, lämpölaajenemiskerroin on positiivinen, on käytännössä riippumaton lämpötilasta ja yli 20 kertaa korkeampi kuin perustasojen absoluuttisten arvojen keskiarvo,
- jolla on suuri diamagnetismi,
- kemiallisesti passiivinen,
- jolla on kemiallinen kestävyys. Haponkestävä,
- reagoi korkeissa lämpötiloissa hapen kanssa, palaminen hiilidioksidiksi,
- muodostaa yhdisteen ovat alkalimetallisuolat.
Grafiitin fysikaaliset ominaisuudet:
| Parametrin nimi: | Arvo: |
| Sidoksen pituus C – C, nm | 0,142 |
| Kerrosten välinen etäisyys, nm | 0,335 |
| Tiheys, g / cm2 | alkaen 2.08 että 2.23 |
| Sulamispiste, oC | 3845-3890 |
| Kiehumispiste, oC | 4200 |
| Lämmönjohtokyky, W /(m·K) | alkaen 100 että 354,1 |
Grafiitin käyttö ja käyttö:
Grafiitin käyttö ja sovellukset:
- alkaliparistojen aktiivisen massan ja ei-rautametalleista valmistettujen grafiittisten kitkanestotuotteiden massan valmistukseen,
- valmistukseen akku erikoistarkoituksiin tarkoitetut tuotteet,
- ei-rautametalleista valmistettujen massagrafitoitujen kitkanestotuotteiden valmistukseen,
- lyijykynien valmistukseen, piirustus- ja kirjoitusryhmät
- lyijykynien valmistukseen, Paperitavara, Kopiointi- ja kouluryhmät
kitkanestokomponenteina kiinteässä voitelupinnoitteessa ydin reaktorit, mekanismeja, avaruusalus, ilma-alus, ja kolloidigrafiittivalmisteille
- johtavan aineen ainesosana kumi, jauhemetallurgian tuotteet, grafiitti voitelukynät ja tahnat, johtava polymeeri elokuvia,
- avoimien vaihteiden rasvojen valmistukseen, valssaamot, jouset autojen ja muut suurikuormitetut kitkayksiköt,
sähköisten hiilipitoisten tuotteiden tuotantoon
- tulenkestävien gravitacionnyh-tuotteiden valmistukseen
- kemiallisten primaarivirtalähteiden tuotantoon,
muottien ja ytimien pribyla-työpinnoille vastaanotettaessa monimutkaisen kokoonpanon omaavia valuja, vaativat erittäin puhtaat pinnat,
muottien ja ytimien pribyla-työpinnoille, kun saat keskisuuria vaikeuksia
pribyla varten saatuaan valukappaleet, jotka eivät vaadi suurta puhtautta pinnan,
- läpäisemättömien pesupäällysteiden valmistamiseen valukappaleissa,
- metallurginen tuotanto,
- erikoiskäyttöön
- muut.
© Kuva , ,
https://ru.wikipedia.org/wiki/Графит#Условия_нахождения_в_природе
