گرافیت یک ماده معدنی است که یک اصلاح کریستالی پایدار کربن است. خواص اصلی خود را در شرایط استاندارد حفظ می کند. این ماده نسوز، به اندازه کافی متراکم است و رسانایی الکتریکی بالایی دارد. با گرم کردن آنتراسیت بدون دسترسی به هوا معلوم می شود. در ریخته گری ها، در ساخت فولاد و همچنین برای روانکاری در تولید نورد استفاده می شود. اما این مناطق همه زمینه های استفاده را پوشش نمی دهند.
ویژگی های اساسی
اگر به این سوال علاقه دارید که چگالی گرافیت چقدر است، باید بدانید که این پارامتر 2230 کیلوگرم بر متر است3 است. یکی دیگر از اشکال آلوتروپیک کربن الماس است، به همین دلیل است که گرافیت گاهی اوقات با آن مقایسه می شود. دومی دارای ویژگی های رسانای الکتریکی است و به عنوان یک نیمه فلز عمل می کند. این ویژگی به فرآیند تولید الکترود راه پیدا کرده است.
چگالی گرافیت آن چیزی نیست که اگر به این ماده معدنی علاقه دارید بدانید. خواص دیگری نیز وجود دارد که باید در نظر بگیرید. به عنوان مثال، این اصلاح کریستالی کربن ذوب نمی شود، اما زمانی کهدر معرض دمای 3500 درجه سانتیگراد مشتعل می شود. ماده از فاز مایع عبور می کند و به حالت گازی می رود.
با این حال، اگر شرایط افزایش فشار تا 90 مگاپاسکال و همچنین دما را فراهم کند، می توان به ذوب دست یافت. این کشف در حین مطالعه خواص الماس زمانی که آنها سعی در سنتز آن داشتند انجام شد. اما بدست آوردن این ماده از گرافیت مذاب ممکن نبود.
شبکه کریستالی
شبکه کریستالی گرافیت حضور اتم های کربن را فراهم می کند. ساختار لایه ای دارد. فاصله بین لایه های جداگانه می تواند به 0.335 نانومتر برسد. در شبکه، اتم های کربن با سه اتم کربن دیگر پیوند می خورند.
شبکه می تواند شش ضلعی و لوزی باشد. در هر لایه، اتم های کربن در مقابل قسمت های مرکزی شش ضلعی ها قرار دارند. دومی در لایه های مجاور قرار دارند، سپس موقعیت لایه ها تکرار می شود که بعد از یک اتفاق می افتد.
تولید گرافیت مصنوعی
گرافیت و خواص آن تنها چیزی نیست که اگر به این ماده معدنی علاقه دارید بدانید. همچنین مهم است که در مورد تولید واریته مصنوعی بپرسید. تفاوت آن با یک ماده طبیعی در این است که سنتز ماده ای با پارامترهای مشخص تولید می کند.
ضایعات کک نفتی و ماسه زغال سنگ در تولید استفاده می شود. مخلوطی از عناصر ریزدانه پخته می شود و سپس برای حدود 5 هفته سرد می شود. تاثیر دما در مرحله اول با آن همراه استتا 1200 درجه سانتیگراد.
برای افزایش چگالی نظری گرافیت، قطعات کار را با ماسه آغشته می کنند. در مرحله نهایی، گرافیت سازی انجام می شود، شامل عملیات حرارتی مواد در یک کوره مخصوص است، جایی که دما به 3000 درجه سانتیگراد می رسد. در این حالت، امکان تشکیل یک شبکه کریستالی وجود دارد.
این گرافیت دارای رسانایی حرارتی بالا و هدایت الکتریکی عالی است. ناهمسانگردی خواص ذاتی یک کانی است که از طریق اکستروژن به دست می آید. امروزه از تکنولوژی جدیدتری استفاده می شود که به آن پرس ایزواستاتیک می گویند. این امکان تولید ماده ای را فراهم می کند که ضریب اصطکاک پایینی داشته باشد. خواص همسانگرد دارد.
چگالی گرافیت (g/cm3) که در طی فرآیند اکستروژن به دست می‌آید، به 2.23 می‌رسد. همین شاخص برای رقم تبلور مجدد ایزواستاتیک، بسته به نام تجاری، می‌تواند به 5 گرم در سانتی‌متر برسد. 3. از چنین موادی برای ساخت بلنک هایی با اندازه بزرگ که طول و قطر آنها به ترتیب 1000 و 500 میلی متر است و همچنین برای تولید قطعات ریخته گری و قالب هایی که خاصیت ضد اصطکاک دارند استفاده می شود.
برندهای اصلی
امروزه از امکان سنتز با دانه بندی های مختلف استفاده می شود. در نتیجه، گرافیت را می توان به موارد زیر طبقه بندی کرد:
- درشت؛
- متوسط;
- ریزدانه;
- ریزدانه.
قطر
عناصر اول به 3000 میکرون می رسد. اگر در مورد یک نوع دانه متوسط صحبت می کنیم، اندازه دانه 500 استمیکرومتر گرافیت ریزدانه MPG با اندازه دانه تا 50 میکرون متمایز است. همچنین یک کانی همسانگرد ریز دانه با نام تجاری MIG-1 وجود دارد که اندازه ذرات آن از 30 تا 150 میکرون است. گرافیت ریزدانه و گرافیت ایزواستاتیک دارای دانه هایی به اندازه 30 میکرون هستند که حداقل قطر آنها 1 میکرون است.
استفاده از گرافیت مصنوعی
شما قبلاً چگالی گرافیت را می دانید. با این حال، مطالعه منطقه استفاده از انواع مصنوعی نیز مهم است. در تمامی صنایع کاربرد دارد. الکترودها از دانه های درشت ساخته می شوند. ساختارهای ریزدانه به تولید محصولات شکلی که شکل پیچیده ای دارند می رود.
استفاده از یک ماده معدنی مصنوعی دستیابی به دقت بالایی در ساخت قطعات را ممکن کرد. امروزه تجهیزاتی تولید می شود که کاملاً مطابق با استانداردهای قرن حاضر باشد.
اطلاعات اضافی در مورد چگالی و انبساط حرارتی
بسته به ماده افزودنی، بیشترین چگالی گرافیت می تواند 5g/cm3 باشد. حداقل مقدار 2 است. در گرافیت تبلور مجدد ذاتی است. تک بلورها ناهمسانگردی بالایی دارند، این به دلیل ساختار شبکه کریستالی است. در صفحات پایه، انبساط حرارتی تا 427 درجه سانتیگراد منفی است. این نشان می دهد که این ماده معدنی در حال کوچک شدن است.
با افزایش دما قدر مطلق آن کاهش می یابد. در سطح دمای بالا، انبساط حرارتی مثبت است. آی تیعمود بر صفحات پایه هدایت می شود. ضریب انبساط دمایی تقریباً مستقل از دما است و در مقایسه با میانگین ضریب مطلق برای صفحات پایه، بیش از 20 برابر از مقدار آن بیشتر است.
چیزهای دیگری که باید در مورد دوام بدانید
استحکام و چگالی گرافیت با افزایش دما تغییر می کند. برای اکثر گرافیت های مصنوعی، با افزایش دما، استحکام کششی ضریب 2.5 افزایش می یابد. حداکثر مقدار به 2800 درجه سانتیگراد می رسد.
وقتی دما به ۲۲۰۰ درجه سانتی گراد می رسد، مقاومت فشاری ۱.۶ برابر افزایش می یابد. وقتی دما به 1600 درجه سانتی گراد می رسد، مدول های برشی و کشسانی 1.6 برابر افزایش می یابد.
در نتیجه
شکل انواع گرافیت را مشخص می کند که می تواند: لایه ای، پوسته پوسته و کروی باشد. به پولک آنیل کربنی نیز می گویند. گرافیت همچنین یک ترکیب ریزساختاری از چدن چکش خوار، شکل پذیر خاکستری و چدن گرافیت فشرده است. در این حالت از کربن تشکیل شده و خواص خاص چدن را تعیین می کند.
این ماده در حدود 4000 سال پیش برای ایجاد کتیبه ها و نقاشی ها استفاده می شد. نام آن از کلمه "نوشتن" گرفته شده است. این رسوبات در جایی قرار دارند که رسوبات قیر و زغال سنگ سخت در معرض دمای بالا قرار گرفته اند.
