Физични свойства на графита. Приложение на изкуствен графит. Приложение в хранително-вкусовата промишленост

Описание и свойства на графита

Графит- Това е естествен елемент, лесно разцепим минерал, една от модификациите на въглерода. Графит - материалмного мека, лесно обработваема, има метален блясък. графитна формула- C (въглерод).

Електропроводимост графит, снимкакоето може да се види по-горе, превишава електрическата проводимост 2,5 пъти. Специфичното съпротивление на електрически ток с температура 0 градуса е в диапазона 0,390-0,602 ома, а най-ниската му стойност за различните видове от този елемент е една и съща - 0,0075 ома.

Елементът се характеризира с повишена топлопроводимост, чийто коефициент е 5 пъти по-висок от този на тухла (0,041). Графитът има по-ниска топлопроводимост. Границите на температурата на топене са 3845-3890 C, кипенето започва при 4200 C. По време на изгарянето на елемента се отделят 7832 kcal топлина.Графитът е диамагнитен.

Основните му химични свойства са инертност към течности, газове и твърди вещества, способността да се разтваря в разтопени метали с точка на топене, надвишаваща неговата собствена. При високи температури той може да взаимодейства с други елементи.

Не е еластична, но в същото време се огъва и реже. Поради съдържанието на мазнини и пластичност, той се използва широко в промишленото производство. Съдържанието на мазнини също позволява да се използва като лубрикант. плътност на графита 2,23 g/cm3.

Графитът има слоеста структура, която има свои собствени характеристики. въглеродни атоми кристална решетка на графитса клетки от пчелна пита: шестоъгълници, подредени в редове. Във всеки ред атомите са здраво свързани един с друг, а редовете са слабо свързани един с друг. Поради това графитът се счупва лесно дори само с лек натиск.

Твърдостта по скалата на Моос е равна на едно, докато тази на диаманта е десет, въпреки факта, че диамант и графитса въглеродни подвидове. Всичко е свързано с кристалната решетка. В диаманта един въглероден атом е свързан с четири съседни. Въз основа на изследвания учените са доказали, че кристалната решетка на графита при температури над 1500 C може да се трансформира в диамантена решетка.

По време на обработка, както физическа, така и химическа графитни свойствапромяна, така че беше класифициран в марки, които имат съответните разлики. В индустрията се използва отделна марка графит за определен вид продукт.

Графитът се разделя на естествен (естествен) и изкуствен. При производството му се вземат предвид свойствата в зависимост от предназначението на продукта. Естественият от своя страна се разделя на кристален графити криптокристален, е прах, подобен на барут.

Производителите на продукти, изработени от графит, налагат свои собствени изисквания към суровините в зависимост от предназначението им. В съответствие с това е извършено етикетиране, а сега различни класове графитвсяка със собствена цел.

Сред тях са електрокарбон, елемент, батерия, молив, лубрикант, както и специална марка за производство на графит за ядрени реактори. Целият произведен графит трябва да отговаря на техническите изисквания в зависимост от областта на неговото приложение.

Находища и добив на графит

Ресурсите на графит в световен мащаб възлизат на приблизително 600 милиона тона, а годишното му производство е над 600 хиляди тона.Най-големи запаси притежават Мексико, Китай, Чехия, Бразилия, Украйна, Русия, Южна Корея и Канада. Този минерал е образуван от метаморфозата на седиментни скали от органични съединения. Графитни находищаотдавна представляват интерес от икономическа гледна точка и се оценяват на капацитет от милиони тонове.

Разработването на тези находища осигурява на индустрията необходимите суровини. естествен графитсреща се под формата на плътни кристални или влакнести включвания в скали,,. Образува големи бучки като непрозрачни, сиви, земни или люспести маси. цвят графитвариращи от стоманено сиво до черно. Графитът на бучки се добива под земята, а графитната руда се добива открито.

Приложение на графит

И производителите, и потребителите отдавна са запознати с графитно вещество, доказано с качества, позволяващи да се използва не само за производствени процеси, но и в бита.

Поради такива основни свойства като електропроводимост и огнеустойчивост, този минерал е намерил широко приложение в промишлеността. Металургията го използва за производство на огнеупорни кофи, форми за кристализация. Леярската промишленост използва графитен прах като смазка за леярски форми.

Той е един от компонентите в производството на огнеупорни тухли. Полиращи и шлифовъчни пасти се получават от графитни смеси. Като се имат предвид електропроводимите свойства на естествен елемент, той е незаменим за производството на контакти за електрически уреди и електроди.

Производствена индустрия графитни моливи,смазочните материали и производството на бои също не могат без това вещество. Поводите за моливи са направени от черен графит, въпреки че в природата има сив графитсъс стоманен блясък. Това е пластмасов пълнител, с негова помощ е установено производството на изкуствени диаманти.

Дори атомната енергетика оцени свойствата на графита и го използва за употреба. Машиностроене - материал за лагери, уплътнения и бутала. В ежедневието те също започнаха да използват графитна грес - за обработка на автомобилни пружини, велосипедни вериги, дори панти на врати.

Боя с антикорозионни свойства е графитна боя. Това е еднокомпонентно окачване. В допълнение към графитния пълнител, съставът му включва пластификатор и свързващи пигменти. С помощта на такава боя продуктите от бетон, стомана, дърво, алуминий, чугун са защитени от корозия.

В медицината графитът се е утвърдил като едно от хомеопатичните лекарства за кожни заболявания, произтичащи от вътрешни и трудни за лечение разстройства. Предотвратява образуването на сраствания и белези след възпаление, а също така влияе върху метаболитните процеси. Болестите, при които графитът има благоприятен ефект, са трудни за изброяване, затова той влиза в състава на много лекарства.

цена на графит

Графитът се продава от специализирани добивни и преработвателни предприятия графит, ценикоито са доста приемливи. Ценовата категория на естествения графит зависи от неговия размер и съдържание на въглерод. Всеки сорт графитът иманеговата цена - колкото по-високо е съдържанието на въглерод, толкова по-добри са техническите свойства и толкова по-скъп е.

Този минерал се продава както на дребно, така и на едро. Потребителят може купи графитпри изгодни условия. При закупуване на едро се прави отстъпка, осигурява се доставката му. Цената също зависи от региона. Среден цена на графитоколо 45 рубли / кг. Готовите стоки струват повече.

/ Минерал Графит

Графит- минерална, шестоъгълна кристална полиморфна (алотропна) модификация на чист въглерод, най-стабилна в условията на земната кора. Други модификации: диамант, лонсдейлит, хаоит. Слоевете на кристалната решетка могат да бъдат подредени по различен начин един спрямо друг, образувайки редица политипове, със симетрия от хексагонална сингония (дихексагонално-дипирамидален тип симетрия) до тригонална (дитригонално-скаленоедрична срещу). Кристалната решетка на графита е от слоест тип. В слоевете С атомите са разположени на местата на шестоъгълните клетки на слоя. Всеки C атом е заобиколен от три съседни на разстояние 1,42Α.

Графитът не се разтваря в киселини. Удебелен на допир. Гъвкав. Естественият графит съдържа 10-12% примеси от глини и железни оксиди.

Формуляри за местоположение

Добре оформените кристали са редки. Кристалите са ламеларни, люспести, криви, обикновено имат ламеларна несъвършена форма. По-често е представена от листчета без кристалографски очертания и техните агрегати. Образува твърди криптокристални, слоести или заоблени радиално-лъчисти агрегати, по-рядко - сферолитни агрегати с концентрично-зонална структура. Грубокристалните утайки често имат триъгълни щриховки в равнините (0001).

Произход

Образува се при висока температура във вулканични и магмени скали, в пегматити и скарнове. Среща се в кварцови жили с волфрамит и други минерали в среднотемпературни хидротермални полиметални находища. Той е широко разпространен в метаморфни скали - кристални шисти, гнайси, мрамори. Големи находища се образуват в резултат на пиролиза на въглища под въздействието на капани върху въглищни находища (Тунгуски басейн). Допълнителен минерал на метеорити.

докладвайте за грешка в описанието

Минерални свойства

Цвят	Желязно черно, тъмно стоманено сиво
Цвят на тирето	Черен, лъскав
произход на името	от гръцки γράφω - пиша
Година на откриване	известен още от древността
Състояние на IMA	валиден, описан за първи път преди 1959 г. (преди IMA)
Химична формула	° С
Блясък	метал матово полуметални
Прозрачност	непрозрачен
Деколте	много перфектно от (0001)
пречупване	слюда
твърдост	1 1,5 2
Електрически свойства на минерала	Провежда добре електричество
Топлинни свойства	Не се топи (изгаря при 3500 °C)
Strunz (8-мо издание)	1/Б.02-10
Хей, CIM Ref.	1.25
Дана (7-мо издание)	1.3.5.2
Дана (8-мо издание)	1.3.6.2
Молекулно тегло	12.01
Опции за клетки	a = 2.463Å, c = 6.714Å
Поведение	a:c = 1:2,726
Брой формулни единици (Z)	4
Обем на елементарна клетка	V 35,27 ų
Побратимяване	от (1121)
група точки	6/mmm (6/m 2/m 2/m) - Двухексагонален дипирамидален
космическа група	P63mc
Плътност (изчислена)	2.26
Плътност (измерена)	2.09 - 2.23

Обхват на графит, описание и свойства. Видове естествен и изкуствен графит - химичен строеж, механични и физични характеристики.

Графит(от др. гръцки γράφω - пиша) е естествен материал, принадлежащ към класа на местните елементи, алотропна модификация на въглерода. Има слоеста структура. Всеки слой от графитната кристална решетка може да бъде позициониран по различен начин един спрямо друг, образувайки политипове. Графитът намира приложение в производството и промишлените дейности. Графитните продукти се характеризират с повишени експлоатационни характеристики. Графитът е устойчив на химични и природни въздействия, достатъчно здрав, добре провежда електрически ток, характеризира се с ниска твърдост, относителна мекота и се втвърдява след излагане на високи температури. Плътността е 2,23 g/cm 3 . Графитът има метален блясък и тъмно сив цвят. Топлинната проводимост на този минерал е доста голяма, така че се използва за производството на компоненти за електрическо оборудване.

Структура и състав на графита

Структурата има свои специфични характеристики. Въглеродните атоми са ковалентно свързани един с друг.

Има две модификации на естествен минерал:

• α-графит (хексагонален). При тази модификация половината от атомите на всеки от слоевете са разположени под и над центъра на шестоъгълника.
• β-графит (ромбоедричен). В тази модификация на графита всеки четвърти слой от атоми повтаря първия. В природата не се среща в чист вид. При температури от 2500 до 3300K ромбоедричният графит напълно се трансформира в хексагонален. Естественият материал е удобно представен в шестоъгълни възли.

Химическият състав на графитане е чисто. В големи количества (до 10-20%) има пепел, състояща се от различни компоненти (FeO, SiO2, Al2O3, MgO, P2O5, CuO, CaO и др.), газове (до 2%) и битум, понякога вода .

Цветът е предимно желязно черен, достигащ до стоманено сиво. Има силен метален блясък; криптокристалните агрегати не блестят, матови. Коефициентът на пречупване на графита е Nm == l.93-2.07. Мазна на пипане, оставя следа върху хартията и пръстите. Специфичното тегло на графита е 2,09-2,23 (варира в зависимост от степента на дисперсност и наличието на най-фини пори), шунгитът има 1,84-1,98. Има висока електропроводимост, която е свързана с много плътно разположение на атомите в листовете.

Графитът не се топи, ако се нагрее в поток от кислород, той гори по-силно в сравнение с диаманта. Изпарява се само в пламъка на волтова дъга, без да се топи. Не се разтваря в киселини. Когато се смеси с KNO3, прахът дава светкавица при нагряване.

графит в природата

В природата се среща в гранити, пирит. Образува се в магмени и вулканични скали, скарни и пегматити при високи температури, среща се в кварцови жили с различни материали и е широко разпространен в мрамор, кристални шисти и гнайс. В резултат на пиролиза, под въздействието на въглищни отлагания на капани, се образуват големи находища на естествен минерал.

Индикатори:

• Минерално съдържание 2,0%
• Съдържание на въглерод > 98,0%
• Съдържание на сяра 550ppm
• Температурен диапазон -200...3000°C
• Излугваем хлорид 50 ppm
• Свиваемост 40%
• Регенерация 15%
• pH диапазон 0-14
• Провисване при натоварване

Видове естествен графит:

• тигел (използван за производство на огнеупорни продукти. Характеризира се с повишена топлопроводимост и устойчивост на внезапни температурни промени),
• леярски кристален (има нисък коефициент на разширение, характеризира се с якост при високи температури, използва се при леене на части),
• батерия (използва се като добавка, графитът се използва за производството на електроди, има подобрени технически и химични свойства),
• за производство на глини за моливи (фини, меки, без желязо),
• елементарен (графитът се използва за производството на галванични клетки, характеризира се с повишена топло- и електрическа проводимост),
• електрически въглища,
• за производство на смазочни материали и електропроводим каучук.

Изкуствен графит - обхват

Изкуствено се получава структурен, дребнозърнест, антифрикционен и леярски графит. Обхватът на материала е доста широк. Графитът се използва за производството на огнеупорни материали, електрически машини и инсталации, в химическата, минната и производствената промишленост. Използва се и за направата на основни моливи, бои, покрития и батерии. Графитът е незаменим в ядрената индустрия и в други тясно насочени области.

Таблицата показва физичните свойства на графита в температурния диапазон от 20 до 800 °C.

Свойствата са посочени в посока, както успоредна, така и перпендикулярна на главната ос на графитните кристали.

Топлопроводимостта на графита е посочена за следните видове: кристален, естествен, пресован изкуствен. Според таблицата може да се види, че топлопроводимостта на графита намалява с повишаване на температурата.

Специфичният (масов) топлинен капацитет на въглерода при стайна температура е 710 J/(kg deg) и се увеличава при нагряване. Плътността на въглерода е в границите от 1400 до 1750 kg/m 3 .

Предвид следното физични свойства на графитаразлична плътност:

• топлопроводимост на графит, W/(m deg);
• устойчивост на разкъсване, MN/m 2 ;
• модул на еластичност на графит, MN/m 2 ;
• специфичен (масов) топлинен капацитет, kJ/(kg deg);
• електрическо съпротивление, Ohm m;
• коефициент на топлинно линейно разширение (CTlR), 1/град.

Свойства на въглерод (графит) в зависимост от температурата

Таблицата показва термофизичните свойства на въглерода (графита) в зависимост от температурата.
Свойствата на въглерода в таблицата са посочени при температури от 100 до 2000K в посока по (успоредно) и перпендикулярно на главната ос на въглеродните кристали.

Следното свойства на въглерода(графит):

• коефициент на топлинно линейно разширение (CTlR), 1/deg;
• специфичен (масов) топлинен капацитет, J/(kg deg);
• коефициент на топлопроводимост, W/(m deg).

Таблицата показва стойностите на топлопроводимостта на графит с различна плътност при температура 20 °C. Топлопроводимостта на графита е показана, когато топлинният поток е насочен по главната ос на кристалите и в размер .

Според таблицата става ясно, че топлопроводимост на графитасе увеличава значително с увеличаване на плътността. Плътността на графита в таблицата е дадена в размерност 10 3 ·kg/m 3 , тоест в t/m 3 . Плътността на графита варира в диапазона от 1400 до 1750 kg / m 3.

Таблицата показва стойностите на топлопроводимостта на графита с плътност 1650...1720 kg/m 3 в зависимост от температурата.

Топлопроводимостта на графита е посочена за посоката на топлинния поток, както по протежение, така и напречно на главната ос на кристалите, също е посочено съотношението на топлопроводимостта в тези посоки (той е постоянен и равен приблизително на 1,5).

Стойностите на топлопроводимостта на графита са дадени в температурния диапазон от 20 до 1800 °C. Стойностите в таблицата показват това топлопроводимостта на графита намалява с повишаване на температурата.

Топлопроводимост на реакторен графит с плътност 1700 kg / m 3 в зависимост от температурата

Таблицата показва топлопроводимостта на реакторен графит с плътност 1700 kg/m 3 в зависимост от температурата.
Топлопроводимостта се посочва в посоката на топлинния поток, който протича както успоредно, така и перпендикулярно на пресоването на графитни пръчки.
Стойностите на топлопроводимостта на реакторния графит са дадени в температурния диапазон от 100 до 1700 K.

Топлопроводимост на натрошен графит

Таблицата показва топлопроводимостта на натрошен графит (въглерод) в зависимост от размера на частиците при температура 20 °C.
Размерът на частиците се определя в зависимост от броя на дупките в ситото на 1 квадратен сантиметър (3, 6, 16 дупки/cm 2 и сухи сажди).

Топлопроводимостта на графита се посочва в единици W/(m deg). Плътността на графита в таблицата е посочена в 10 3 ·kg/m 3 , тоест в t/m 3 .

Топлопроводимост на слой от графитни частици в зависимост от неговата порьозност

Таблицата показва стойностите на топлопроводимостта на слой от графитни частици (въглеродни частици) с порьозност от 0,4 до 0,7. Трябва да се отбележи, че с увеличаване на порьозността на слоя, неговата топлопроводимост намалява.

Коефициент на термично разширение (CTE) на въглерод (графит) като функция от температурата

Таблицата показва стойностите на коефициента на линейно термично разширение (CTE) на въглерод (графит) в зависимост от температурата.
CTE в таблицата е даден за различни степени на графит: пиролитичен графит, графит на базата на петролен кокс, на базата на графит.
Коефициентът на линейно термично разширение на графита е даден в температурния диапазон от 100 до 700 °C в размерност 1/deg.

Топлинният капацитет на въглерода като функция от температурата

Таблицата показва топлинния капацитет на въглерода като функция от температурата. Специфичният топлинен капацитет на въглерода (графит) е посочен в температурния диапазон от 200 до 2000 K.

Топлинна мощност на въглеродатаблицата дава масата и се изразява в единици kJ/(kg deg). Данните в таблицата показват, че топлинният капацитет на въглерода се увеличава с повишаване на температурата.

Топлинна мощност на естествен въглерод (графит) при ниски температури

Таблицата дава стойностите на атомния (на 1 mol вещество) и специфичния топлинен капацитет на въглерода при ниски температури. Топлинният капацитет на въглерода (графит) е посочен в температурния диапазон от -260 до 17 °C.

Атомен топлинен капацитет на въглеродаизразено в единици J/(mol deg). Специфичният топлинен капацитет на въглерода (маса - на 1 kg маса) се изразява в единици kJ/(kg deg).

Стойностите в таблицата ясно показват, че атомният и специфичният топлинен капацитет на въглерода (графит) се увеличават с повишаване на температурата дори при много ниски отрицателни температури.

източници:
1. Agroskin A.A., Gleibman V.B. Топлофизика на твърдото гориво. М., Недра, 1980 г. - 256 с.
2.
3. .
4. Промишлени пещи. Справочно ръководство за изчисления и проектиране. 2-ро издание, допълнено и преработено, Казанцев Е.И. М., "Металургия", 1975.- 368 с.

Графит- минерална, шестоъгълна кристална полиморфна (алотропна) модификация на чист въглерод, най-стабилна в условията на земната кора. Други модификации: диамант, лонсдейлит, хаоит. Слоевете на кристалната решетка могат да бъдат подредени по различен начин един спрямо друг, образувайки редица политипове, със симетрия от хексагонална сингония (дихексагонално-дипирамидален тип симетрия) до тригонална (дитригонално-скаленоедрична срещу). Кристалната решетка на графита е от слоест тип. В слоевете С атомите са разположени на местата на шестоъгълните клетки на слоя. Всеки C атом е заобиколен от три съседни на разстояние 1,42Α.

Графитът не се разтваря в киселини. Удебелен на допир. Гъвкав. Естественият графит съдържа 10-12% примеси от глини и железни оксиди.

Формуляри за местоположение

Добре оформените кристали са редки. Кристалите са ламеларни, люспести, криви, обикновено имат ламеларна несъвършена форма. По-често е представена от листчета без кристалографски очертания и техните агрегати. Образува твърди криптокристални, слоести или заоблени радиално-лъчисти агрегати, по-рядко - сферолитни агрегати с концентрично-зонална структура. Грубокристалните утайки често имат триъгълни щриховки в равнините (0001).

Произход

Образува се при висока температура във вулканични и магмени скали, в пегматити и скарнове. Среща се в кварцови жили с волфрамит и други минерали в среднотемпературни хидротермални полиметални находища. Той е широко разпространен в метаморфни скали - кристални шисти, гнайси, мрамори. Големи находища се образуват в резултат на пиролиза на въглища под въздействието на капани върху въглищни находища (Тунгуски басейн). Допълнителен минерал на метеорити.

Минерални свойства

• Произход на името:от гръцки γράφω - пиша
• Година на откриване:известен още от древността
• Електрически свойства на минерала:Провежда добре електричество
• Топлинни свойства:Не се топи (изгаря при 3500 °C)
• Състояние на IM:валиден, описан за първи път преди 1959 г. (преди IMA)
• Strunz (8-мо издание): 1/Б.02-10
• Хей, CIM Ref.: 1.25
• Дана (7-мо издание): 1.3.5.2
• Дана (8-мо издание): 1.3.6.2
• Молекулно тегло: 12.01
• Опции за клетки: a = 2.463Å, c = 6.714Å
• Поведение: a:c = 1:2,726
• Брой формулни единици (Z): 4
• Обем на елементарна клетка: V 35,27 ų
• Побратимяване:от (1121)
• Група точки: 6/mmm (6/m 2/m 2/m) - Двухексагонален дипирамидален
• Пространствена група: P63mc
• Плътност (изчислена): 2.26
• Плътност (измерена): 2.09 - 2.23
• Специфично тегло: 2,1 - 2,3
• Плеохроизъм:силен
• Тип:едноосно (-)
• Оптична анизотропия:спешен случай
• Цвят в отразена светлина:желязно черно, избледняващо до стоманено сиво
• Форма за избор:Листни, люспести, радиално-лъчисти, земни агрегати
• Класове според систематиката на СССР:неметали
• IMA класове:родни елементи
• Химична формула:° С
• Сингония:шестоъгълна
• цвят:Желязно черно, тъмно стоманено сиво
• Цвят на тирето:Черен, лъскав
• блясък:металик мат полуметалик
• Прозрачност:непрозрачен
• Деколте:много перфектно от (0001)
• прекъсване:слюда
• Твърдост: 1 1,5 2
• Микротвърдост: VHN10=7 - 11
• Литература:Лобзова Р.В. Графитни и алкални скали от района на Ботоголския масив. М., 1975. 124 с.

Снимка на минерала

Свързани статии

• Графитът проявява стряскащи квантови ефекти
  Алберт Айнщайн, Пол Дирак и други физици биха могли да използват графит, за да прецизират теорията на относителността или квантовата механика.
• Технология за обогатяване на графитни руди
  Графитната руда, приготвена след масова експлозия, със съдържание на въглерод 2,6-3,0%, размер на частиците не повече от 900 mm и съдържание на влага до 3%, се зарежда в кариерата с багери ZhT-5 и се доставя до Белаз фабрика за климатици.
• Основните свойства на естествения графит
  Графитите са сиви вещества с метален блясък, аморфна, кристална или влакнеста структура, мазни на пипане, специфично тегло от 1,9 до 2,6.
• Произходът на въглищата остава мистерия: Органичната теория за образуването на въглища не издържа на контрол
  Всеки прилежен ученик ще каже без колебание: въглищата са вещество от растителен произход, „продукт от трансформацията на висши и низши растения“.
• Произходът на въглищата остава мистерия: Петролната хипотеза за образуването на въглища
  В средата на 16 век Агрикола, основателят на минното дело, изрази мнението, че въглищата не са нищо повече от сгъстено масло.
• Рудите и въглищата са неразделни едно от друго!
  Имаме достатъчно въглища. И все пак можеше да е дори повече, ако го бяхме търсили през всичките тези години там, където всъщност е...

Находища на минерала графит

• Иркутска област
• Олхонска област
• Русия
• Ботоголско графитно находище
• Шри Ланка