Grafit je mineral, stabilna kristalna modifikacija ugljika. Zadržava svoja izvorna svojstva u standardnim uvjetima. Materijal je vatrostalan, dovoljno gust i ima visoku električnu vodljivost. Ispada zagrijavanjem antracita bez pristupa zraka. Koristi se u ljevaonicama, u proizvodnji čelika, kao i za podmazivanje u proizvodnji valjanja. Ali ova područja ne pokrivaju sva područja upotrebe.
Osnovne značajke
Ako vas zanima pitanje kolika je gustoća grafita, trebate znati da je ovaj parametar 2230 kg/m3. Drugi alotropni oblik ugljika je dijamant, zbog čega se grafit ponekad uspoređuje s njim. Potonji ima električno vodljive karakteristike i djeluje kao polumetal. Ovo svojstvo pronašlo je svoj put u procesu proizvodnje elektroda.
Gustoća grafita nije sve što trebate znati ako vas zanima ovaj mineral. Postoje i druga svojstva koja treba uzeti u obzir. Na primjer, ova kristalna modifikacija ugljika se ne topi, već kadaizložena temperaturi od 3500 °C zapali. Materijal prolazi tekuću fazu, prelazeći u plinovito stanje.
Međutim, ako uvjeti predviđaju povećanje tlaka do 90 MPa, kao i temperature, tada se može postići taljenje. Ovo je otkriće došlo tijekom proučavanja svojstava dijamanta kada su ga pokušavali sintetizirati. Ali nije bilo moguće dobiti ovaj materijal od rastaljenog grafita.
Kristalna rešetka
Kristalna rešetka grafita osigurava prisutnost ugljikovih atoma. Ima slojevitu strukturu. Udaljenost između pojedinih slojeva može doseći 0,335 nm. U rešetki se atomi ugljika vežu s tri druga ugljikova atoma.
Rešetka može biti heksagonalna i romboedarska. U svakom sloju atomi ugljika nalaze se nasuprot središnjim dijelovima šesterokuta. Potonji su u susjednim slojevima, zatim se položaj slojeva ponavlja, što se događa nakon jednog.
Proizvodnja umjetnog grafita
Grafit i njegova svojstva nisu jedino što biste trebali znati ako vas zanima ovaj mineral. Također je važno pitati se o proizvodnji umjetne sorte. Razlikuje se od prirodnog materijala po tome što se sintezom proizvodi tvar s određenim parametrima.
U proizvodnji se koriste otpad od naftnog koksa i ugljenog pijeska. Mješavina sitnozrnatih elemenata se peče, a zatim hladi oko 5 tjedana. Utjecaj temperature u prvoj fazi popraćen je svojimdo 1200 °C.
Da bi se povećala teoretska gustoća grafita, obradak se impregnira pijeskom. U završnoj fazi odvija se grafitizacija, koja uključuje toplinsku obradu materijala u posebnoj peći, gdje temperatura doseže 3000 °C. U ovom slučaju moguće je formirati kristalnu rešetku.
Ovaj grafit ima visoku toplinsku vodljivost i izvrsnu električnu vodljivost. Mineralu dobivenom ekstruzijom svojstvena je anizotropija svojstava. Danas se koristi novija tehnologija koja se zove izostatičko prešanje. To omogućuje proizvodnju materijala koji ima nizak koeficijent trenja. Ima izotropna svojstva.
Gustoća grafita (g/cm3) koji se dobiva tijekom procesa ekstruzije doseže 2,23. Isti pokazatelj za izostatsku rekristaliziranu sortu, ovisno o marki, može doseći 5 g/cm 3. Takav se materijal koristi za proizvodnju velikih zaliha čija je duljina i promjer 1000, odnosno 500 mm, kao i za proizvodnju dijelova za lijevanje i kalupa koji imaju svojstva protiv trenja.
Glavne robne marke
Danas se koristi mogućnost sinteze s različitim veličinama zrna. Kao rezultat toga, grafit se može klasificirati na:
- grubo;
- srednji;
- sitnog zrna;
- sitnog zrna.
Elementi prvog dosežu promjer od 3000 mikrona. Ako govorimo o sorti srednjeg zrna, tada je veličina zrna 500µm. Razlikuje se MPG fino zrnastog grafita s veličinom zrna do 50 mikrona. Tu je i finozrnati izotropni mineral marke MIG-1, čije čestice imaju veličine od 30 do 150 mikrona. Fino zrnati grafit i izostatski grafit imaju zrna veličine do 30 mikrona, njihov minimalni promjer je 1 mikron.
Upotreba umjetnog grafita
Već znate gustoću grafita. Međutim, također je važno proučiti područje uporabe umjetne sorte. Primjenjuje se u svim industrijama. Elektrode se izrađuju od krupnozrnih. Fino zrnati strukturni ide za proizvodnju oblikovanih proizvoda koji imaju složen oblik.
Upotreba umjetnog minerala omogućila je postizanje visoke preciznosti u proizvodnji dijelova. Danas se proizvodi oprema koja u potpunosti zadovoljava standarde ovog stoljeća.
Dodatne informacije o gustoći i toplinskom širenju
Ovisno o aditivu, najveća gustoća grafita može biti 5g/cm3. Minimalna vrijednost je 2. Svojstvena je rekristaliziranom grafitu. Monokristali imaju visoku anizotropiju, to je zbog strukture kristalne rešetke. U bazalnim ravninama toplinsko širenje je negativno do 427 °C. To sugerira da se mineral smanjuje.
S povećanjem temperature, njegova apsolutna vrijednost opada. Na gornjoj razini temperature toplinsko širenje je pozitivno. Tousmjeren okomito na bazalne ravnine. Temperaturni koeficijent ekspanzije gotovo je neovisan o temperaturi i premašuje vrijednost više od 20 puta u usporedbi s prosječnim apsolutnim koeficijentom za bazalne ravnine.
Što još trebate znati o trajnosti
Snaga i gustoća grafita mijenjaju se s povećanjem temperature. Za većinu umjetnih grafita vlačna čvrstoća raste za faktor 2,5 s porastom temperature. Maksimalna vrijednost doseže na 2800 °C.
Tlačna čvrstoća se povećava za 1,6 puta kada temperatura dosegne 2200 °C. Moduli smicanja i elastičnosti povećavaju se 1,6 puta kada temperatura dosegne 1600 °C.
Zaključak
Oblik definira vrste grafita, koji mogu biti: lamelarni, ljuskavi i sferni. Pahuljica se također naziva ugljičnim žarenjem. Grafit je također mikrostrukturni sastojak kovanog, sivog nodularnog lijeva i zbijenog grafitnog lijevanog željeza. U ovom slučaju, sastoji se od ugljika i određuje specifična svojstva lijevanog željeza.
Ovaj materijal korišten je za izradu natpisa i crteža prije oko 4000 godina. Njegovo ime dolazi od riječi "pisati". Ležišta se nalaze na mjestima gdje su naslage bitumena i kamenog ugljena bile izložene visokim temperaturama.
