Grafit je mineral, stabilna kristalna modifikacija ugljenika. Zadržava svoja originalna svojstva pod standardnim uslovima. Materijal je vatrostalan, dovoljno gust i ima visoku električnu provodljivost. Ispada zagrijavanjem antracita bez pristupa zraka. Koristi se u livnicama, u proizvodnji čelika, kao i za podmazivanje u proizvodnji valjaka. Ali ove oblasti ne pokrivaju sva područja upotrebe.
Osnovne karakteristike
Ako vas zanima pitanje kolika je gustina grafita, treba da znate da je ovaj parametar 2230 kg/m3. Drugi alotropni oblik ugljika je dijamant, zbog čega se grafit ponekad poredi s njim. Potonji ima električne provodljive karakteristike i djeluje kao polumetal. Ovo svojstvo je našlo svoj put u procesu proizvodnje elektroda.
Gustoća grafita nije sve što trebate znati ako ste zainteresovani za ovaj mineral. Postoje i druge nekretnine koje treba uzeti u obzir. Na primjer, ova kristalna modifikacija ugljika se ne topi, već kadaizložena temperaturi od 3500 °C se zapali. Materijal prolazi tečnu fazu, prelazeći u gasovito stanje.
Međutim, ako uslovi omogućavaju povećanje pritiska do 90 MPa, kao i temperature, tada se može postići topljenje. Ovo otkriće je napravljeno tokom proučavanja svojstava dijamanta kada su pokušavali da ga sintetiziraju. Ali nije bilo moguće dobiti ovaj materijal od rastopljenog grafita.
Kristalna rešetka
Kristalna rešetka grafita obezbeđuje prisustvo atoma ugljenika. Ima slojevitu strukturu. Udaljenost između pojedinačnih slojeva može doseći 0,335 nm. U rešetki se atomi ugljika vezuju za tri druga atoma ugljika.
Rešetka može biti heksagonalna i romboedarska. U svakom sloju atomi ugljika nalaze se nasuprot središnjim dijelovima heksagona. Potonji se nalaze u susjednim slojevima, zatim se položaj slojeva ponavlja, što se dešava nakon jednog.
Proizvodnja umjetnog grafita
Grafit i njegova svojstva nisu jedino što biste trebali znati ako ste zainteresovani za ovaj mineral. Također je važno postaviti pitanje o proizvodnji umjetne sorte. Razlikuje se od prirodnog materijala po tome što se sintezom proizvodi supstanca sa određenim parametrima.
U proizvodnji se koriste otpad od naftnog koksa i ugljenog pijeska. Mešavina sitnozrnatih elemenata se peče, a zatim hladi oko 5 nedelja. Uticaj temperature u prvoj fazi praćen je njegovimdo 1200 °C.
Da bi se povećala teoretska gustina grafita, obradak se impregnira peskom. U završnoj fazi se odvija grafitizacija, koja uključuje termičku obradu materijala u posebnoj peći, gdje temperatura dostiže 3000 °C. U ovom slučaju moguće je formirati kristalnu rešetku.
Ovaj grafit ima visoku toplotnu provodljivost i odličnu električnu provodljivost. Anizotropija svojstava svojstvena je mineralu dobivenom ekstruzijom. Danas se koristi novija tehnologija koja se zove izostatičko prešanje. Ovo omogućava proizvodnju materijala koji ima nizak koeficijent trenja. Ima izotropna svojstva.
Gustoća grafita (g/cm3) koji se dobija tokom procesa ekstruzije dostiže 2,23. Isti indikator za izostatičku rekristalizovanu varijantu, u zavisnosti od marke, može dostići 5 g/cm 3. Takav materijal se koristi za proizvodnju velikih zaliha čija je dužina i prečnik 1000, odnosno 500 mm, kao i za proizvodnju delova za livenje i kalupa koji imaju svojstva protiv trenja.
Glavne marke
Danas se koristi mogućnost sinteze sa različitim veličinama zrna. Kao rezultat toga, grafit se može klasificirati na:
- grubo;
- srednji;
- fino-zrnati;
- sitnog zrna.
Elementi prvog dostižu prečnik od 3.000 mikrona. Ako govorimo o sorti srednjeg zrna, tada je veličina zrna 500µm. Razlikuje se MPG fino zrnastog grafita sa 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 prečnik je 1 mikron.
Upotreba umjetnog grafita
Već znate gustinu grafita. Međutim, također je važno proučiti područje upotrebe umjetne sorte. Primjenjuje se u svim industrijama. Elektrode se izrađuju od krupnozrnih. Fino zrnasta konstrukcija ide u proizvodnju oblikovanih proizvoda koji imaju složen oblik.
Upotreba veštačkog minerala omogućila je postizanje visoke preciznosti u proizvodnji delova. Danas se proizvodi oprema koja u potpunosti zadovoljava standarde ovog veka.
Dodatne informacije o gustini i termičkom širenju
U zavisnosti od aditiva, najveća gustina grafita može biti 5g/cm3. Minimalna vrijednost je 2. Ona je svojstvena rekristaliziranom grafitu. Monokristali imaju visoku anizotropiju, to je zbog strukture kristalne rešetke. U bazalnim ravnima, termičko širenje je negativno do 427 °C. Ovo sugerira da se mineral smanjuje.
Sa povećanjem temperature, njegova apsolutna vrijednost opada. Na gornjem temperaturnom nivou, termičko širenje je pozitivno. Tousmjerena okomito na bazalne ravni. Temperaturni koeficijent ekspanzije je gotovo nezavisan od temperature i premašuje vrijednost za više od 20 puta u poređenju sa prosječnim apsolutnim koeficijentom za bazalne ravni.
Šta još trebate znati o izdržljivosti
Jačina i gustina grafita se menjaju sa povećanjem temperature. Za većinu umjetnih grafita, vlačna čvrstoća raste za faktor od 2,5 s povećanjem temperature. Maksimalna vrijednost dostiže na 2800 °C.
Čvrstoća na pritisak se povećava za 1,6 puta kada temperatura dostigne 2.200 °C. Moduli smicanja i elastičnosti se povećavaju za 1,6 puta kada temperatura dostigne 1.600 °C.
U zaključku
Oblik definiše varijante grafita, koji mogu biti: lamelarni, ljuskavi i sferni. Pahuljica se također naziva žarenje ugljikom. Grafit je takođe mikrostrukturni sastojak kovanog, sivog nodularnog gvožđa i zbijenog grafitnog livenog gvožđa. U ovom slučaju, sastoji se od ugljika i određuje specifična svojstva livenog gvožđa.
Ovaj materijal je korišten za izradu natpisa i crteža prije oko 4.000 godina. Njegovo ime dolazi od riječi "pisati". Ležišta se nalaze tamo gde su nalazišta bitumena i kamenog uglja bila izložena visokim temperaturama.
