Graphite: density, mga katangian, mga feature at uri ng application

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Ang Graphite ay isang substance na natural na nangyayari. Ito ay isa sa mga pagbabago ng carbon, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang tiyak na kristal na sala-sala. Tinutukoy nito ang mga katangian ng graphite. Ang carbon ay nangyayari sa kalikasan sa dalawang pangunahing anyo. Ito ay grapayt at brilyante. Ang kanilang kemikal na formula ay magkapareho, ngunit ang kanilang mga pisikal na katangian ay lubhang naiiba.

Ito ay ang istraktura ng kristal na sala-sala na nakakaapekto sa mga katangiang ito. Mayroon itong mga libreng electron na tumutukoy sa mga pisikal na katangian ng bagay. Ang graphite, na ang density, uri at saklaw ay kawili-wili para sa maraming industriya, ay nagkakahalaga ng pagsasaalang-alang nang mas detalyado.

Mga Pangunahing Tampok

Ang Graphite ay isang gray substance na may metal na kinang. Ito ay may mataas na thermal conductivity (3.55 W/deg./cm). Dahil dito, ang grapayt ay aktibong ginagamit sa iba't ibang industriya. Ang figure na ito ay mas mataas kaysa sa isang brick, na ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkakaroon ng mga mobile electron sa kristal na sala-sala. Nag-aambag din sila sa mahusay na conductivity ng kuryente. Sa lahat ng estado ng pagsasama-sama, ang sangkap na ito ay nailalarawan sa mababang kasalukuyang resistensya (mula 0.4 hanggang 0.6 ohms).

Ang Graphite ay isang inert substance na hindi natutunaw ng mga chemically active na sangkap. Ito ay posible lamang kapag ito ay pumasok sa daluyan ng tinunaw na metal na may mataas na punto ng kumukulo. Ang graphite sa ilalim ng gayong mga kondisyon ay ganap na natutunaw, na bumubuo ng mga karbida.

Mababang coefficient ng friction at mataas na melting point ay nagreresulta sa magagandang katangian ng sealing. Ang densidad ng graphite (kg/m3) ay 2.23. Ngunit kasabay nito, ang materyal ay yumuyuko at humihiwa nang maayos.

Structure

Isinasaalang-alang ang density ng grapayt, pati na rin ang mga katangian at uri, kinakailangang bigyang-pansin ang istraktura nito. Ito ay isang layered substance. Ang mga carbon atom nito ay nakahanay sa isang mala-honeycomb na kristal na sala-sala. Ang mga hexagon sa isang layer ay magkasya nang mahigpit. Gayunpaman, ang relasyon sa pagitan ng bawat antas ay mahina. Ang tampok na ito ang nagpapadali sa pagbasag ng grapayt.

Sa sukat ng Mohs, isa ang tigas ng materyal. Para sa paghahambing, ang indicator na ito ay 10 para sa brilyante, at 5 para sa porcelain stoneware. Sa temperatura na 1500 ° C, ayon sa mga siyentipiko, ang kristal na sala-sala ng graphite ay maaaring gawing brilyante.

Sa panahon ng industriyal na pagproseso, nagbabago ang istruktura ng bagay. Kasabay nito, ang iba't ibang grado ng grapayt ay may iba't ibang katangian. Kung hindi pa artipisyal na naproseso ang na-extract na materyal, isa itong natural na uri ng substance.

Natural Graphite

Ang Graphite, ang density at mga katangian nito ay malaki ang pagkakaiba depende sa brand ng manufacturer, ay makikita sa mga natural na kondisyon sa 2 pangunahing variant. Unang uritinatawag na heksagonal. Mayroon itong kristal na sala-sala kung saan ang kalahati ng mga atom sa bawat layer ay nasa itaas at ibaba ng gitna ng hexagon.

Ang pangalawang pagbabago ay rhombohedral. Bawat ikaapat na layer ay inuulit ang una. Ang pagbabagong ito ay nangyayari sa kalikasan lamang sa anyo ng mga impurities. Kung ang sangkap na ito ay pinainit sa temperatura na 2500-3300 K, kung gayon ang kristal na sala-sala nito ay magiging isang heksagonal. Sa ilalim ng natural na mga kondisyon, ang materyal ay mas madalas na matatagpuan sa form na ito.

Komposisyon

Sa kalikasan, ang grapayt ay hindi makikita sa dalisay nitong anyo. Naglalaman ito ng medyo malaking halaga ng abo (minsan hanggang 20%). Binubuo ito ng maraming iba't ibang mga compound (FeO, MgO, CuO, CaO, atbp.). Hanggang sa 2% ng masa sa natural na grapayt ay maaaring sakupin ng mga gas. Maaaring mayroon ding bitumen at tubig.

Ang density ng graphite powder ay nag-iiba depende sa dispersion, ang pagkakaroon ng mga pores. Ang halaga sa itaas ay maaaring bawasan sa 2.09kg/m3. Ang graphite ay mamantika sa pagpindot. Kung dadalhin mo ito sa iyong mga kamay, isang katangian na marka ang mananatili sa iyong mga daliri. Samakatuwid, ang mga rod para sa isang simpleng lapis ay nilikha mula sa naturang materyal. Nag-iiwan ito ng malinaw na marka sa papel.

Artipisyal na grapayt

Para sa produksyon, napakahalagang isaalang-alang kung ano ang density ng graphite. Nilinaw ng pisika na mas malaki ang density ng sangkap na ito, mas malaki ang thermal conductivity nito. Ang artipisyal na grapayt ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na kadalisayan (hanggang sa 99%). Lubos din nitong pinapataas ang density ng materyal.

Ang paggawa ng pinong graphite ay isinasagawa ng mga impluwensyang thermochemical at thermomechanical. Para sa bawat sangay ng produksyon, ang isang sangkap na may isang tiyak na hanay ng mga katangian ay ginawa. Ginagawa nitong posible na matugunan ang mga pangangailangan ng industriya sa grapayt na may ibinigay na pisikal na katangian.

Ang pag-label ng mga artipisyal na substansiya ay kinabibilangan ng paghahati-hati ng mga uri ng materyal ayon sa destinasyon. Mayroong pandayan, electrocarbon, baterya, elemental, lubricating at pencil graphite. Mayroon ding mga espesyal na grado na ginagamit sa mga nuclear reactor.

Saklaw ng aplikasyon

Sa panahon ng produksyon, nakatakda ang ilang partikular na katangian ng graphite. Ang paggamit ng sangkap na ito ay ganap na nakasalalay sa kanila. Ang graphite ay ginagamit sa metalurhiya sa paggawa ng mga refractory molds o ladles, mga lalagyan. Sa proseso ng paghahagis, ang pulbos mula sa ipinakita na sangkap ay ginagamit bilang isang pampadulas. Ang isa sa mga bahagi ng refractory brick ay grapayt din. Ito ay idinaragdag sa halo sa paggawa ng mga plastik.

Ginagamit din ang materyal na ito para sa paggawa ng mga contact sa electrical appliance. Ito ay pinadali ng mga electrical conductive properties ng substance.

Ang mga graphite na lapis ay kilala, marahil, sa bawat tao. Ginagamit din ang materyal na ito sa paggawa ng ilang uri ng mga pintura. Sa kasong ito, ito ay itim (at hindi gray) na grapayt na ginagamit. Ang pinturang ito ay may anti-corrosion properties.

Ang mga artipisyal na diamante ay nakuha mula sa ipinakitang natural na mineral. Ginagamit ang mga ito kapagproduksyon ng mga heavy-duty cutting tool. Sa mechanical engineering, ang graphite powder ay gumaganap bilang isang materyal para sa mga bearings, pati na rin ang piston at sealing ring. Bilang pampadulas, angkop ito para sa pagproseso ng mga chain ng bisikleta, spring ng kotse, bisagra ng pinto.

Maging ang maraming gamot ay naglalaman ng grapayt.

Mga Application sa Pagkain

Ang ipinakitang sangkap ay malawakang ginagamit din sa industriya ng pagkain. Upang gawin ito, sa panahon ng produksyon, sumasailalim ito sa ilang partikular na pagproseso. Ang density ng iron, ethyl alcohol, graphite at asukal, para sa mga halatang kadahilanan, ay iba. Ngunit ang ipinakita na materyal ay maaaring maglaman at maging bahagi ng ilang mga sangkap. Ito ay matatagpuan sa mga paraffin, ester, alkohol at maging sa asukal.

Maaari itong ma-verify sa pamamagitan ng isang simpleng eksperimento. Una kailangan mong kumuha ng isang piraso ng asukal. Ito ay inilalagay sa isang matigas na takip at tinatakpan ng isang takip (maaari kang gumamit ng didal). Pagkatapos ang metal na kung saan ang asukal ay natatakpan ay malakas na pinainit. Sa paglipas ng panahon, lalabas ang matulis na usok mula sa ilalim ng didal. Kung magdadala ka ng posporo, masusunog ang gas.

Kapag huminto ang paglabas ng usok, maaari mong alisin ang didal. May itim na masa sa takip. Ito ay karbon. Ito ang carbon kung saan ginawa ang graphite.

Pagiging nasa kalikasan

Graphite, na ang density ay nakasalalay sa kadalisayan nito, ay matatagpuan sa kalikasan sa medyo malalaking dami. Humigit-kumulang 600 libong tonelada ng sangkap na ito ang mina taun-taon sa buong mundo. Ang pinakamalakingang mga reserba nito ay puro sa Mexico, Czech Republic, China, Ukraine, Brazil, Russia, Canada at South Korea.

Mula noong sinaunang panahon, ang mga deposito ng grapayt ay pumukaw sa interes ng sangkatauhan. Ngayon, ang mga likas na yaman na ito ay binuo upang mabigyan ang industriya ng mga materyales na may mga kinakailangang katangian. Ang graphite ay matatagpuan sa mga granite, calcareous na bato, mika o gneiss sa anyo ng fibrous o crystalline inclusions. Isinasagawa ang pagmimina sa pamamagitan ng open pit at underground na pamamaraan.

Graphite cost

Graphite, ang density at kadalisayan nito ay nakakaapekto sa halaga nito, ay ibinebenta na ngayon sa medyo makatwirang presyo. Ito ay naiimpluwensyahan ng laki ng mga kristal nito, pati na rin ang nilalaman ng carbon. Kung mas mataas ito, mas mahal ang grapayt. Sa isang sapat na mataas na nilalaman ng carbon, ang mga pisikal na katangian ng materyal ay tumataas. Ito ay mahalaga sa industriya sa iba't ibang uri ng industriya.

Ngayon ang average na halaga ng graphite ay humigit-kumulang 45 rubles/kg. Kung ito ay artipisyal na naproseso, ang gastos ay tumataas nang malaki. Gayundin, ang presyo ng isang natural na mineral ay depende sa lokasyon ng deposito.

Pagkapamilyar sa mga pangunahing katangian at katangian ng graphite, maaari nating tapusin na ang parehong gastos at teknikal na katangian ng materyal ay nakasalalay sa density nito. Samakatuwid, ang mineral na minahan sa kalikasan ay napapailalim sa kasunod na pagproseso. Pinahuhusay nito ang mga katangian nito.