El grafit és un mineral, una modificació cristal·lina estable del carboni. Conserva les seves propietats originals en condicions estàndard. El material és refractari, prou dens i té una alta conductivitat elèctrica. Resulta escalfant antracita sense accés d'aire. S'utilitza en foneries, en la fabricació d'acer, així com per a la lubricació en la producció de laminats. Però aquestes àrees no cobreixen totes les àrees d'ús.
Funcions bàsiques
Si us interessa la pregunta de quina és la densitat del grafit, heu de saber que aquest paràmetre és de 2230 kg/m3. Una altra forma al·lotròpica de carboni és el diamant, per això de vegades es compara amb el grafit. Aquest últim té característiques de conductivitat elèctrica i actua com un semimetall. Aquesta propietat ha trobat el seu camí en el procés de fabricació d'elèctrodes.
La densitat del grafit no és tot el que necessites saber si estàs interessat en aquest mineral. També hi ha altres propietats a tenir en compte. Per exemple, aquesta modificació cristal·lina del carboni no es fon, sinó quanexposat a una temperatura de 3500 °C s'encén. El material passa per la fase líquida i passa a l'estat gasós.
No obstant això, si les condicions preveuen un augment de la pressió de fins a 90 MPa, així com de la temperatura, es pot aconseguir la fusió. Aquest descobriment es va fer mentre s'estudiava les propietats del diamant quan intentaven sintetitzar-lo. Però no va ser possible obtenir aquest material del grafit fos.
Enreixat de cristall
La xarxa cristal·lina del grafit proporciona la presència d'àtoms de carboni. Té una estructura en capes. La distància entre capes individuals pot arribar als 0,335 nm. A la xarxa, els àtoms de carboni s'uneixen amb altres tres àtoms de carboni.
La gelosia pot ser hexagonal i romboèdrica. A cada capa, els àtoms de carboni es troben enfront de les parts centrals dels hexàgons. Aquests últims es troben en capes adjacents, després es repeteix la posició de les capes, cosa que passa després d'una.
Producció de grafit artificial
El grafit i les seves propietats no és l'únic que has de saber si t'interessa aquest mineral. També és important preguntar sobre la producció d'una varietat artificial. Es diferencia d'un material natural perquè la síntesi produeix una substància amb paràmetres especificats.
En la producció s'utilitzen residus de coc de petroli i sorra de carbó. Es cou una barreja d'elements de gra fi i després es refreda durant unes 5 setmanes. L'impacte de la temperatura en la primera etapa va acompanyat de la sevafins a 1200 °C.
Per augmentar la densitat teòrica del grafit, les peces s'impregnen amb sorra. En l'etapa final, té lloc la grafitització, implica un tractament tèrmic del material en un forn especial, on la temperatura arriba als 3000 °C. En aquest cas, és possible formar una xarxa cristal·lina.
Aquest grafit té una alta conductivitat tèrmica i una excel·lent conductivitat elèctrica. L'anisotropia de propietats és inherent a un mineral obtingut per extrusió. Avui en dia, s'utilitza una tecnologia més nova, que s'anomena premsa isostàtica. Això fa possible produir un material amb un baix coeficient de fricció. Té propietats isòtropes.
La densitat del grafit (g/cm3), que s'obté durant el procés d'extrusió, arriba a 2,23. El mateix indicador de la varietat recristal·litzada isostàtica, segons la marca, pot arribar als 5 g/cm 3. Aquest material s'utilitza per a la fabricació de peces en blanc de gran mida, la longitud i el diàmetre dels quals són de 1000 i 500 mm, respectivament, així com per a la producció de peces de fosa i motlles que tenen propietats antifricció.
Marques principals
Avui s'utilitza la possibilitat de síntesi amb diferents mides de gra. Com a resultat, el grafit es pot classificar en:
- gros;
- mitjana;
- de gra fi;
- de gra fi.
Els elements del primer arriben a un diàmetre de 3.000 micres. Si estem parlant d'una varietat de gra mitjà, la mida del gra és de 500µm. Es distingeix MPG de grau de grafit de gra fi amb una mida de gra de fins a 50 micres. També hi ha un mineral isòtrop de gra fi de la marca MIG-1, les partícules del qual tenen mides de 30 a 150 micres. El grafit de gra fi i el grafit isostàtic tenen grans de fins a 30 micres de mida, el seu diàmetre mínim és d'1 micra.
Utilitzar grafit artificial
Ja coneixeu la densitat del grafit. Tanmateix, també és important estudiar l'àrea d'ús de la varietat artificial. S'aplica a totes les indústries. Els elèctrodes estan fets de gra gruixut. L'estructura de gra fi es destina a la producció de productes conformats que tenen una forma complexa.
La utilització d'un mineral artificial va permetre aconseguir una gran precisió en la fabricació de peces. Avui dia, es fabriquen equips que compleixen totalment els estàndards d'aquest segle.
Informació addicional sobre la densitat i l'expansió tèrmica
Depenent de l'additiu, la densitat més alta de grafit pot ser de 5 g/cm3. El valor mínim és 2. És inherent al grafit recristal·litzat. Els cristalls simples tenen una alta anisotropia, això es deu a l'estructura de la xarxa cristal·lina. En els plans basals, l'expansió tèrmica és negativa fins a 427 °C. Això suggereix que el mineral s'està reduint.
A mesura que augmenta la temperatura, el seu valor absolut disminueix. Al nivell de temperatura superior, l'expansió tèrmica és positiva. Aixòdirigida perpendicularment als plans basals. El coeficient de temperatura d'expansió és gairebé independent de la temperatura i supera el valor en més de 20 vegades en comparació amb el coeficient absolut mitjà dels plans basals.
Què més necessites saber sobre la durabilitat
La força i la densitat del grafit canvien amb l'augment de la temperatura. Per a la majoria dels grafits artificials, la resistència a la tracció augmenta en un factor de 2,5 amb l'augment de la temperatura. El valor màxim arriba als 2800 °C.
La resistència a la compressió augmenta 1,6 vegades quan la temperatura arriba als 2.200 °C. Els mòduls de cisalla i elasticitat augmenten 1,6 vegades quan la temperatura arriba als 1.600 °C.
En conclusió
La forma defineix les varietats de grafit, que poden ser: lamel·lars, escamosos i esfèrics. L'escama també s'anomena recuit de carboni. El grafit també és un constituent microestructural de ferro dúctil gris mal·leable i ferro colat de grafit compactat. En aquest cas, està compost de carboni i determina les propietats específiques del ferro colat.
Aquest material es va utilitzar per crear inscripcions i dibuixos fa uns 4.000 anys. El seu nom prové de la paraula "escriure". Els dipòsits es troben on els dipòsits de betum i carbó s'han exposat a altes temperatures.
