الجرافيت معدن ، تعديل بلوري مستقر للكربون. تحتفظ بخصائصها الأصلية في ظل الظروف القياسية. المادة مقاومة للحرارة وكثيفة بدرجة كافية ولها موصلية كهربائية عالية. اتضح عن طريق تسخين أنثراسايت دون الوصول إلى الهواء. يتم استخدامه في المسابك وفي صناعة الفولاذ وكذلك للتزييت في إنتاج الدرفلة. لكن هذه المناطق لا تغطي جميع مجالات الاستخدام.
الميزات الأساسية
إذا كنت مهتمًا بمسألة ما هي كثافة الجرافيت ، فيجب أن تعلم أن هذه المعلمة هي 2230 كجم / م3. شكل آخر متآصل من الكربون هو الماس ، وهذا هو سبب مقارنة الجرافيت به في بعض الأحيان. هذا الأخير له خصائص موصلة للكهرباء ويعمل بمثابة شبه معدن. وجدت هذه الخاصية طريقها إلى عملية تصنيع القطب.
كثافة الجرافيت ليست كل ما تحتاج إلى معرفته إذا كنت مهتمًا بهذا المعدن. هناك خصائص أخرى يجب مراعاتها أيضًا. على سبيل المثال ، هذا التعديل البلوري للكربون لا يذوب ، ولكن متىتتعرض لدرجة حرارة 3500 درجة مئوية تشتعل. تمر المادة بالمرحلة السائلة ، وتنتقل إلى الحالة الغازية.
ومع ذلك ، إذا كانت الظروف توفر زيادة في الضغط تصل إلى 90 ميجا باسكال ، وكذلك درجة الحرارة ، فيمكن تحقيق الذوبان. تم هذا الاكتشاف أثناء دراسة خصائص الماس عندما كانوا يحاولون تصنيعه. لكن لم يكن من الممكن الحصول على هذه المادة من الجرافيت المصهور.
شعرية كريستال
توفر الشبكة البلورية للجرافيت وجود ذرات الكربون. لها هيكل متعدد الطبقات. يمكن أن تصل المسافة بين الطبقات الفردية إلى 0.335 نانومتر. في الشبكة ، تتحد ذرات الكربون مع ثلاث ذرات كربون أخرى.
يمكن أن تكون الشبكة سداسية الشكل ومتجانسة السطوح. في كل طبقة ، توجد ذرات الكربون مقابل الأجزاء المركزية من الأشكال السداسية. هذه الأخيرة في طبقات متجاورة ، ثم يتم تكرار موضع الطبقات ، والذي يحدث بعد واحدة.
إنتاج الجرافيت الاصطناعي
الجرافيت وخصائصه ليست الشيء الوحيد الذي يجب أن تعرفه إذا كنت مهتمًا بهذا المعدن. من المهم أيضًا السؤال عن إنتاج صنف اصطناعي. وهو يختلف عن مادة طبيعية في أن التخليق ينتج مادة ذات معلمات محددة.
تُستخدم نفايات كوك البترول ورمل الفحم في الإنتاج. يتم إطلاق مزيج من العناصر الدقيقة ، ثم تبريده لمدة 5 أسابيع تقريبًا. يكون تأثير درجة الحرارة في المرحلة الأولى مصحوبًا بهتصل إلى 1200 درجة مئوية
لزيادة الكثافة النظرية للجرافيت ، يتم تشريب قطع العمل بالرمل. في المرحلة النهائية ، تتم عملية الرسم البياني ، وهي تتضمن المعالجة الحرارية للمادة في فرن خاص ، حيث تصل درجة الحرارة إلى 3000 درجة مئوية. في هذه الحالة يمكن تكوين شبكة بلورية.
هذا الجرافيت لديه موصلية حرارية عالية وموصلية كهربائية ممتازة. تباين الخصائص متأصل في المعدن الناتج عن البثق. اليوم ، يتم استخدام تقنية أحدث تسمى الضغط التوازني. هذا يجعل من الممكن إنتاج مادة ذات معامل احتكاك منخفض. لها خصائص الخواص.
كثافة الجرافيت (جم / سم 3) ، التي يتم الحصول عليها أثناء عملية البثق ، تصل إلى 2.23. يمكن أن يصل نفس المؤشر للصنف المتساوي التبلور المعاد تبلوره ، اعتمادًا على العلامة التجارية ، إلى 5 جم / سم 3. تستخدم هذه المواد لتصنيع الفراغات كبيرة الحجم ، التي يبلغ طولها وقطرها 1000 و 500 مم ، على التوالي ، وكذلك لإنتاج أجزاء الصب والقوالب ذات الخصائص المضادة للاحتكاك.
الماركات الرئيسية
اليوم ، يتم استخدام إمكانية التوليف مع أحجام الحبوب المختلفة. نتيجة لذلك ، يمكن تصنيف الجرافيت إلى:
- خشن ؛
- متوسط ؛
- دقيق الحبيبات
- دقيق الحبيبات.
عناصر من أول يصل قطرها 3000 ميكرون. إذا كنا نتحدث عن صنف متوسط الحبيبات ، فإن حجم الحبوب هو 500µ م. يتميز الجرافيت عالي الحبيبات MPG بحجم حبيبات يصل إلى 50 ميكرون. يوجد أيضًا معدن متناحي الخواص دقيق الحبيبات للعلامة التجارية MIG-1 ، والتي تتراوح أحجام جزيئاتها من 30 إلى 150 ميكرون. يحتوي الجرافيت الدقيق والجرافيت المتساوي الحبيبات على حبيبات يصل حجمها إلى 30 ميكرون ، وقطرها الأدنى هو 1 ميكرون.
استخدام الجرافيت الاصطناعي
أنت تعرف بالفعل كثافة الجرافيت. ومع ذلك ، من المهم أيضًا دراسة مجال استخدام الصنف الاصطناعي. يتم تطبيقه في جميع الصناعات. الأقطاب الكهربائية مصنوعة من الحبيبات الخشنة. يذهب الهيكل الدقيق للحبيبات إلى إنتاج منتجات ذات شكل معقد.
جعل استخدام معدن اصطناعي من الممكن تحقيق دقة عالية في تصنيع الأجزاء. اليوم ، يتم إنتاج معدات تلبي تمامًا معايير هذا القرن.
معلومات إضافية عن الكثافة والتمدد الحراري
اعتمادًا على المادة المضافة ، يمكن أن تكون أعلى كثافة للجرافيت 5 جم / سم3. القيمة الدنيا هي 2. وهي متأصلة في الجرافيت المعاد بلورته. تحتوي البلورات المفردة على تباين عالٍ ، ويرجع ذلك إلى بنية الشبكة البلورية. في المستويات القاعدية ، يكون التمدد الحراري سالبًا حتى 427 درجة مئوية. هذا يشير إلى أن المعدن آخذ في الانكماش.
مع زيادة درجة الحرارة تنخفض قيمته المطلقة. عند مستوى درجة الحرارة أعلاه ، يكون التمدد الحراري موجبًا. هو - هيموجهة عموديًا على الطائرات القاعدية. معامل درجة حرارة التمدد مستقل تقريبًا عن درجة الحرارة ويتجاوز القيمة بأكثر من 20 مرة مقارنة بمتوسط المعامل المطلق للطائرات القاعدية.
ما الذي تحتاج إلى معرفته أيضًا حول المتانة
تتغير قوة وكثافة الجرافيت مع زيادة درجة الحرارة. بالنسبة لمعظم الجرافيت الاصطناعي ، تزداد مقاومة الشد بمعامل 2.5 مع زيادة درجة الحرارة. تصل القيمة القصوى إلى 2800 درجة مئوية.
تزداد مقاومة الانضغاط بمقدار 1.6 مرة عندما تصل درجة الحرارة إلى 2200 درجة مئوية. تزداد معاملات القص والمرونة بمقدار 1.6 مرة عندما تصل درجة الحرارة إلى 1600 درجة مئوية.
في الختام
يحدد الشكل أنواع الجرافيت ، والتي يمكن أن تكون: رقائقي ، قشاري وكروي. تقشر يسمى أيضا الكربون الصلب. الجرافيت هو أيضًا مكون مجهرية من حديد الدكتايل الرمادي القابل للطرق وحديد الزهر المرصوص من الجرافيت. في هذه الحالة ، يتكون من الكربون ويحدد الخصائص المحددة للحديد الزهر.
تم استخدام هذه المادة لإنشاء نقوش ورسومات منذ حوالي 4000 عام. يأتي اسمها من كلمة "كتابة". توجد الرواسب حيث تعرضت رواسب البيتومين والفحم الصلب لدرجات حرارة عالية.
