Grafit är ett mineral, en stabil kristallin modifiering av kol. Den behåller sina ursprungliga egenskaper under standardförhållanden. Materialet är eldfast, tillräckligt tätt och har hög elektrisk ledningsförmåga. Det visar sig genom att värma antracit utan lufttillgång. Det används i gjuterier, vid tillverkning av stål samt för smörjning i valsproduktion. Men dessa områden täcker inte alla användningsområden.
Grundläggande funktioner
Om du är intresserad av frågan om vad grafitens densitet är, bör du veta att denna parameter är 2230 kg/m3. En annan allotrop form av kol är diamant, varför grafit ibland jämförs med det. Den senare har elektriskt ledande egenskaper och fungerar som en halvmetall. Den här egenskapen har hittat sin väg in i elektrodtillverkningsprocessen.
Grafitens densitet är inte allt du behöver veta om du är intresserad av detta mineral. Det finns andra egenskaper att överväga också. Till exempel smälter denna kristallina modifiering av kol inte, men närexponeras för en temperatur på 3500 °C antänds. Materialet passerar vätskefasen och går över i gasformigt tillstånd.
Men om förhållandena ger en ökning av trycket upp till 90 MPa, såväl som temperaturen, kan smältning uppnås. Denna upptäckt gjordes när man studerade diamantens egenskaper när de försökte syntetisera den. Men det var inte möjligt att få detta material från smält grafit.
Kristallgitter
Kristallgittret av grafit sörjer för närvaron av kolatomer. Den har en skiktad struktur. Avståndet mellan enskilda lager kan nå 0,335 nm. I gittret binder kolatomer till tre andra kolatomer.
Gallret kan vara sexkantigt och romboedriskt. I varje lager finns kolatomer mitt emot de centrala delarna av hexagonerna. De senare ligger i intilliggande lager, sedan upprepas lagrens position, vilket sker efter ett.
Tillverkning av konstgjord grafit
Grafit och dess egenskaper är inte det enda du bör veta om du är intresserad av detta mineral. Det är också viktigt att fråga om produktionen av en artificiell sort. Det skiljer sig från ett naturmaterial genom att syntesen producerar ett ämne med specificerade parametrar.
Avfall av petroleumkoks och kolsand används i produktionen. En blandning av finkorniga element bränns och kyls sedan i ca 5 veckor. Temperaturens inverkan i det första steget åtföljs av dessupp till 1200 °C.
För att öka grafitens teoretiska densitet impregneras arbetsstycken med sand. I slutskedet sker grafitisering, det innebär värmebehandling av materialet i en speciell ugn, där temperaturen når 3000 °C. I det här fallet är det möjligt att bilda ett kristallgitter.
Denna grafit har hög värmeledningsförmåga och utmärkt elektrisk ledningsförmåga. Egenskapernas anisotropi är inneboende i ett mineral som erhålls genom extrudering. Idag används en nyare teknik som kallas isostatisk pressning. Detta gör det möjligt att producera ett material som har en låg friktionskoefficient. Den har isotropa egenskaper.
Densiteten av grafit (g/cm3), som erhålls under extruderingsprocessen, når 2,23. Samma indikator för den isostatiska omkristalliserade sorten, beroende på märke, kan nå 5 g/cm 3. Sådant material används för tillverkning av stora ämnen, vars längd och diameter är 1000 respektive 500 mm, samt för tillverkning av gjutdelar och formar som har antifriktionsegenskaper.
Huvudmärken
Idag används möjligheten till syntes med olika kornstorlekar. Som ett resultat kan grafit klassificeras i:
- grovt;
- medium;
- finkornig;
- finkornig.
Element från den första når en diameter på 3 000 mikron. Om vi pratar om en medelkornig sort, är kornstorleken 500µm. Finkornig grafitkvalitet MPG med en kornstorlek på upp till 50 mikron utmärks. Det finns också ett finkornigt isotropiskt mineral av märket MIG-1, vars partiklar har storlekar från 30 till 150 mikron. Finkornig grafit och isostatisk grafit har korn upp till 30 mikron i storlek, deras minsta diameter är 1 mikron.
Användning av konstgjord grafit
Du känner redan till grafitens densitet. Det är dock också viktigt att studera användningsområdet för den konstgjorda sorten. Det används i alla branscher. Elektroder är gjorda av grovkorniga. Finkorniga strukturer går till produktion av formade produkter som har en komplex form.
Användningen av ett konstgjort mineral gjorde det möjligt att uppnå hög precision vid tillverkning av delar. Idag tillverkas utrustning som helt uppfyller detta århundrades standarder.
Ytterligare information om densitet och termisk expansion
Beroende på tillsatsen kan den högsta densiteten av grafit vara 5g/cm3. Minimivärdet är 2. Det är inneboende i omkristalliserad grafit. Enkelkristaller har en hög anisotropi, detta beror på strukturen av kristallgittret. I basalplanen är termisk expansion negativ upp till 427 °C. Detta tyder på att mineralet krymper.
Med stigande temperatur minskar dess absoluta värde. Vid ovanstående temperaturnivå är termisk expansion positiv. Detriktade vinkelrätt mot basalplanen. Temperaturexpansionskoefficienten är nästan oberoende av temperaturen och överstiger värdet med mer än 20 gånger jämfört med den genomsnittliga absoluta koefficienten för basalplanen.
Vad mer du behöver veta om hållbarhet
Grafitens styrka och densitet förändras med ökande temperatur. För de flesta konstgjorda grafiter ökar draghållfastheten med en faktor 2,5 med ökande temperatur. Maxvärdet når 2800 °C.
Tryckhållfastheten ökar med 1,6 gånger när temperaturen når 2 200 °C. Skjuvnings- och elasticitetsmodulerna ökar med 1,6 gånger när temperaturen når 1 600 °C.
Avslutningsvis
Formen definierar sorterna av grafit, som kan vara: lamellartad, flagnande och sfärisk. Flake kallas också kolglödgning. Grafit är också en mikrostrukturell beståndsdel av formbart, grått segjärn och kompaktgrafitgjutjärn. I det här fallet är det sammansatt av kol och bestämmer de specifika egenskaperna hos gjutjärn.
Detta material användes för att skapa inskriptioner och ritningar för cirka 4 000 år sedan. Dess namn kommer från ordet "skriva". Fyndigheterna ligger där avlagringar av bitumen och stenkol har utsatts för höga temperaturer.
