Графит: тығыздығы, қасиеттері, қолдану мүмкіндіктері және түрлері

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

Графит – табиғатта болатын зат. Бұл белгілі бір кристалдық тормен сипатталатын көміртектің модификацияларының бірі. Бұл графиттің қасиеттерін анықтайды. Көміртек табиғатта екі негізгі түрде кездеседі. Бұл графит пен алмас. Олардың химиялық формуласы бірдей, бірақ физикалық қасиеттері түбегейлі ерекшеленеді.

Бұл сипаттамаларға кристалдық тордың құрылымы әсер етеді. Оның заттың физикалық қасиеттерін анықтайтын бос электрондары бар. Тығыздығы, түрлері және қолдану саласы көптеген салалар үшін қызықты графит туралы толығырақ қарастырған жөн.

Негізгі мүмкіндіктер

Графит – металл жылтыры бар сұр зат. Ол жоғары жылу өткізгіштікке ие (3,55 Вт/град/см). Осыған байланысты графит әртүрлі салаларда белсенді қолданылады. Бұл көрсеткіш кірпіштен жоғары, бұл кристалдық торда жылжымалы электрондардың болуымен түсіндіріледі. Олар сондай-ақ жақсы электр өткізгіштікке ықпал етеді. Агрегацияның барлық күйлерінде бұл зат токтың төмен қарсылығымен сипатталады (0,4-тен 0,6 Омға дейін).

Графит - химиялық белсенді компоненттермен ерімейтін инертті зат. Бұл қайнау температурасы жоғары балқытылған металдың ортасына түскенде ғана мүмкін болады. Мұндай жағдайларда графит толығымен еріп, карбидтер түзеді.

Төмен үйкеліс коэффициенті және жоғары балқу температурасы жақсы тығыздау қасиеттерін береді. Графиттің тығыздығы (кг/м3) 2,23. Бірақ сонымен бірге материал жақсы майысып, кесіледі.

Құрылым

Графиттің тығыздығын, сондай-ақ қасиеттері мен түрлерін ескере отырып, оның құрылымына назар аудару қажет. Бұл қабатталған зат. Оның көміртегі атомдары бал ұясына ұқсас кристалдық торда орналасқан. Бір қабаттағы алтыбұрыштар бір-біріне тығыз сәйкес келеді. Дегенмен, әр деңгей арасындағы байланыс әлсіз. Дәл осы функция графитті сындыруды жеңілдетеді.

Мох шкаласы бойынша материалдың қаттылығы бір. Салыстыру үшін бұл көрсеткіш алмаз үшін 10, ал фарфордан жасалған тастан жасалған бұйымдар үшін 5. 1500 ° C температурада ғалымдардың пікірінше графиттің кристалдық торы алмазға айналуы мүмкін.

Өнеркәсіптік өңдеу кезінде заттың құрылымы өзгереді. Сонымен қатар графиттің әртүрлі сорттары әртүрлі қасиеттерге ие. Алынған материал жасанды түрде өңделмеген болса, бұл заттың табиғи түрі болып табылады.

Табиғи графит

Тығыздығы мен қасиеттері өндірушінің брендіне байланысты айтарлықтай ерекшеленетін графит табиғи жағдайда 2 негізгі нұсқада кездеседі. Бірінші түріалтыбұрышты деп аталады. Оның кристалдық торы бар, онда әр қабаттағы атомдардың жартысы алтыбұрыштың ортасынан жоғары және төмен орналасқан.

Екінші модификация - ромбоэдрлік. Әрбір төртінші қабат біріншісін қайталайды. Бұл түрлендіру табиғатта тек қоспалар түрінде болады. Егер бұл затты 2500-3300 К температурада қыздырса, онда оның кристалдық торы алтыбұрыштыға айналады. Табиғи жағдайда материал осы пішінде жиі кездеседі.

Композиция

Табиғатта графит ешқашан таза күйінде кездеспейді. Оның құрамында күлдің айтарлықтай көп мөлшері бар (кейде 20% дейін). Ол көптеген әртүрлі қосылыстардан (FeO, MgO, CuO, CaO және т.б.) тұрады. Табиғи графиттің массасының 2% дейін газдар болуы мүмкін. Сондай-ақ битум мен су болуы мүмкін.

Графит ұнтағының тығыздығы дисперсиясына, кеуектерінің болуына байланысты өзгереді. Жоғарыдағы мәнді 2,09 кг/м3 дейін азайтуға болады. Графит ұстағанда майлы. Егер сіз оны қолыңызбен алсаңыз, саусақтарыңызда тән белгі қалады. Сондықтан қарапайым қарындашқа арналған таяқшалар осындай материалдан жасалады. Ол қағазда айқын із қалдырады.

Жасанды графит

Өндіріс үшін графиттің тығыздығы қандай екенін ескеру өте маңызды. Физика бұл заттың тығыздығы неғұрлым көп болса, оның жылу өткізгіштігі соғұрлым жоғары болатынын анық көрсетеді. Жасанды графит жоғары тазалықпен сипатталады (99% дейін). Ол сондай-ақ материалдың тығыздығын айтарлықтай арттырады.

Тазартылған графит өндірісі термохимиялық және термомеханикалық әсерлер арқылы жүзеге асады. Өндірістің әрбір саласы үшін сапаның белгілі бір жиынтығы бар зат өндіріледі. Бұл берілген физикалық сипаттамалары бар графитке саланың қажеттіліктерін қанағаттандыруға мүмкіндік береді.

Жасанды заттарды таңбалау тағайындау орны бойынша материал түрлерін бөлуді қамтиды. Құю цехы, электрокөміртекті, аккумуляторлық, элементтік, майлаушы және қарындаш графиті бар. Ядролық реакторларда қолданылатын арнайы сорттар да бар.

Қолдану саласы

Өндіріс кезінде графиттің белгілі бір қасиеттері орнатылады. Бұл затты пайдалану толығымен оларға байланысты. Графит металлургияда отқа төзімді қалыптарды немесе шөміштерді, ыдыстарды жасауда қолданылады. Құю процесінде ұсынылған заттың ұнтағы майлаушы ретінде пайдаланылады. Отқа төзімді кірпіштердің құрамдас бөліктерінің бірі де графит болып табылады. Ол пластмасса өндірісінде қоспаға қосылады.

Бұл материал электр құрылғыларының контактілерін жасау үшін де қолданылады. Бұған заттың электр өткізгіштік қасиеттері ықпал етеді.

Графит қарындаштары әр адамға белгілі. Бұл материал бояулардың кейбір түрлерін өндіруде де қолданылады. Бұл жағдайда қара (сұр емес) графит қолданылады. Бұл бояудың коррозияға қарсы қасиеттері бар.

Жасанды алмаздар ұсынылған табиғи минералдан алынады. Олар қашан қолданыладыауыр жүкті кескіш құралдарды өндіру. Машина жасауда графит ұнтағы подшипниктерге, сондай-ақ поршеньдік және тығыздағыш сақиналарға арналған материал ретінде әрекет етеді. Майлау материалы ретінде ол велосипед шынжырларын, автокөлік серіппелерін, есік топсаларын өңдеуге жарамды.

Тіпті көптеген дәрілердің құрамында графит бар.

Тағам қолданбалары

Ұсынылған зат тамақ өнеркәсібінде де кеңінен қолданылады. Ол үшін өндіріс барысында белгілі бір өңдеуден өтеді. Темірдің, этил спиртінің, графиттің және қанттың тығыздығы белгілі себептермен әртүрлі. Бірақ ұсынылған материал кейбір заттарды қамтуы және оның бөлігі болуы мүмкін. Ол парафиндерде, күрделі эфирлерде, спиртте және тіпті қантта кездеседі.

Мұны қарапайым тәжірибе арқылы тексеруге болады. Алдымен қанттың бір бөлігін алу керек. Ол қатты қақпаққа салынып, қақпақпен жабылған (қолдануға болады). Содан кейін қант жабылған металл қатты қызады. Уақыт өте келе аяқтың астынан ащы түтін шығады. Оған сіріңке әкелсеңіз, газ жанады.

Түтін шығуын тоқтатқанда, ойықшаны алуға болады. Қақпақта қара түсті масса бар. Бұл көмір. Бұл графиттен жасалған көміртегі.

Табиғатта болу

Тығыздығы тазалығына байланысты графит табиғатта өте көп мөлшерде кездеседі. Бұл заттың жыл сайын бүкіл әлемде 600 мың тоннаға жуық өндіріледі. Ең үлкеноның қорлары Мексика, Чехия, Қытай, Украина, Бразилия, Ресей, Канада және Оңтүстік Кореяда шоғырланған.

Ежелгі заманнан бері графит кен орындары адамзаттың қызығушылығын тудырды. Бүгінгі таңда бұл табиғи ресурстар өнеркәсіпті қажетті сападағы материалдармен қамтамасыз ету мақсатында игерілуде. Графит граниттерде, әктас жыныстарда, слюдада немесе гнейсте талшықты немесе кристалды қосындылар түрінде кездеседі. Тау-кен жұмыстары ашық және жерасты әдіспен жүзеге асырылады.

Графит құны

Тығыздығы мен тазалығы оның құндылығына әсер ететін графит қазір өте қолайлы бағамен сатылады. Бұған оның кристалдарының мөлшері, сондай-ақ көміртегі мөлшері әсер етеді. Ол неғұрлым жоғары болса, графит соғұрлым қымбат болады. Көміртектің жеткілікті жоғары мөлшерімен материалдың физикалық қасиеттері артады. Бұл әртүрлі салалардағы өнеркәсіп үшін құнды.

Бүгінгі күні графиттің орташа құны шамамен 45 рубль/кг құрайды. Егер ол жасанды түрде өңделсе, құны айтарлықтай өседі. Сондай-ақ, табиғи минералдың бағасы кен орнының орналасқан жеріне байланысты.

Графиттің негізгі қасиеттерімен және сипаттамаларымен таныса отырып, материалдың құны да, техникалық сапасы да оның тығыздығына байланысты деген қорытындыға келуге болады. Сондықтан табиғатта өндірілген пайдалы қазба кейіннен өңдеуге жатады. Бұл оның қасиеттерін жақсартады.