Графит это какое вещество

Графит представляет собой природный материал, который относят к классу самородных и разновидности углерода.

Получают этот минерал через нагревание антрацита. При этом обязательное условие – ограничение доступа кислорода.

Состав

В химическом составе графита присутствуют следующие компоненты:

В природном графите содержится около 10—12 % окислов железа и примесей глин.

Структура

Кристаллическая решетка состоит из слоев, которые создают различные политипы. Атомы в слоях решетки размещаются в гексагональных ячейках, а точнее в их узлах.

Один атом связан с несколькими расположенными рядом с ним атомами.

Существует 2 типа графита:

Первый тип имеет гексагональную решетку, второй – ромбоэдрическую. Отличия этих видов заключаются в размещением атомов и положением слоев.

Особенности разных видов

Плотность материала – основная характеристика, которая учитывается в процессе производства. Для увеличения этого параметра создаются искусственные разновидности углерода, среди которых:

Что Такое «Графен», и Почему он Вскоре Покорит Весь Мир

1. Рекристаллизованный (получают путем термической и механической обработки нескольких компонентов (природного графита, кокса и пека);
2. Карбидный;
3. Доменный (для получения охлаждают большой объем чугуна);
4. Ачесонофский (создается при воздействии высоких температур (до 2800°С) на смесь кокса и пека.

Свойства

Физические и химические свойства графита зависят от его марки.

Поскольку графит – это полуметалл, он имеет хорошую электропроводность, что связано с высокой плотностью размещения атомов. Это отличает его, например, от алмаза. Еще одно отличие от алмаза – невысокая твердость. А теплопроводность – в диапазоне от 100 до 357 Вт.

В процессе трения графит «распадается» на чешуйки.

Графит также обладает способностью не плавиться при высоких температурах. При этом материал становится хрупким, а при длительном воздействии – принимает газообразный вид.

К химическим свойствам графита относят:

• Стойкость к кислотам: в них он не растворяется;
• Соединения с солями и металлами (щелочного типа);
• При высоких температурах происходит реакция с кислородом, и минерал превращается в углекислый газ;

Где применяется?

Графит широко применяется во многих областях промышленности, в том числе в литейной. Используются 2 его разновидности: скрытокристаллический и кристаллический.

В прокатной промышленности в качестве твердого смазочного вещества для различных элементов, а также для создания химически активных металлов с помощью метода электролиза.

Стойкость к высоким температурам и к множеству металлов (в расплавленном состоянии) позволяет использовать графит и для изготовления плит футеровочного типа и тиглей.

Благодаря хорошей электропроводности, этот минерал применяют и в нагревательных элементах.

Еще одна область, в которой применяется графит, – ядерная промышленность. Эта модификация углерода выступает в качестве замедлителя действия нейтронов в реакторах.

Почему это ВЕЩЕСТВО Было ЗАПРЕЩЕНО?

Помимо этого, алмазы синтетического вида получают также с использованием графита.

В сочетании с каолином графит – основа для производства стержней карандашей.

После специальной обработки минерал используют и в пищевом производстве.

Ведущие позиции по производству изделий и материалов из графита в РФ и СНГ занимает компания «Донкарб Графит» — официальный каталог — https://doncarb.com/catalog/

Основные термины (генерируются автоматически): Графит, химическое свойство графита, хорошая электропроводность.

Похожие статьи

Выбор эффективного электропроводящего композита для.

Электропроводность графита приближается к электропроводности металлов как по абсолютной величине, так и по знаку температурного коэффициента. Металлический характер проводимости графита связан с наличием коллективизированных электронов.

Исследование механических свойств графитизированного.

Ключевые слова: полипропилен, порошкообразный графит, противоизносные свойства, антифрикционные свойства, предел прочности при растяжении.

Так, например, металлополимерные материалы, обладающие повышенной тепло- и электропроводностью, высокой магнитной восприимчивостью и способностью экранировать ионизирующее

При использовании твердых наполнителей (графита и других) в результате взаимодействия их с полимерной матрицей, уменьшается подвижность макромолекул в гранулированном слое, что.

Графен как материал для теплоотводов нового поколения

О свойствах графена ученые знали давно, но проблема заключалась в том, как его получить. Новоселов и Гейм решили эту проблему с помощью липкой ленты. Графен является двухмерным материалом с гексагональной кристаллической структурой, он отличается необычными механическими и электрическими свойствами. По прочности на разрыв он превосходит сталь в 200 раз, скорость электропроводности сопоставима со скоростью света, а масса пленки графена толщиной в один атомный слой размером с футбольное поле составляет менее 1 г.

Неизвестное рядом: углерод | Статья в журнале «Юный ученый»

К физическим свойствам можно отнести прозрачность, низкую электропроводность и отсутствие свободных электронов. Необычайная твердость позволяет алмазу быть абразивным материалом. Также он используется для изготовления буровых коронок.

Таким образом, графит дает возможность получать химические соединения через электролиз. Кроме того, графит нашел свое применение в производстве стержней для обычных карандашей, красок и смазок.

Влияние дефектов на физические свойства кристаллов

Физические свойства кристаллов. Окраска — некоторые кристаллы имеют настолько чистый и красивый цвет, что их используют как краски или лаки. часто их названия применяют в

Окраска минералов, один из основных диагностических признаков, не является ни постоянной, ни вечной. Присутствие элементов — примесей в химической формуле кристалла приводит к

Дефекты структуры действительно оказывают сильное влияние на многие свойства кристаллов. К ним относятся твердость, электропроводность. Эти свойства получили названия структурно.

Биполярные пластины для топливных элементов

2) Графит. Пластины, которые создаются из данного материала, играют роль элементов, создающих поле для протекания текучей среды

Наилучший из существующих способов изготовления биполярных пластин для топливных элементов заключается в изготовлении листового материала, формировании рельефа на листовом

Применив вертикальное колебательное движение к движению частиц графита, частицы графита были сжаты с частотой 50–10 Гц, полученная заготовка была прокатана на валах с отжигом (промежуточным).

Исследование электрических свойств композитного углеродного.

Библиографическое описание: Голев, И. М. Исследование электрических свойств композитного углеродного материала / И. М. Голев, О. М. Иванова, К. И. Бакин.

В подавляющем большинстве работ описаны такие свойства КМ как механические, теплофизические, диэлектрические и эксплуатационные. Исследования электропроводящих свойств практически не представлены. В работе приводятся исследования электропроводности углеродного КМ на постоянном и переменном (до 105 Гц) токе.

Основные физико-химические свойства вспененного графита

При вспенивании графит увеличивается в объеме в 100 раз, при этом толщина образующихся частиц графита составляет всего 1.5 нм [7]. На высокоразвитой гидрофобной поверхности частиц графита хорошо сорбируются большинство растворенных в воде примесей, поэтому этот продукт нашел применение для промышленно выпускаемых фильтров.

Вспененный графит получают по патенту [8], со свойствами, приведенными в Таблице 1. Таблица 1. Основные физико-химические свойства вспененного графита.

Качественный химический анализ как один из методов.

Ключевые слова : минералы, диагностика, качественный химический анализ, химические реакции, физические свойства, эксперимент, класс минералов.

В современной геологии определение минерала трактуется как химическое соединение или самородный элемент, образовавшийся благодаря природной физико-химической реакции [5]. Из

Вторая пара (см. таблицу 2) имеет полностью разный химический состав, но их физические свойства достаточно близки. Это графит (C) и молибденит (MoS 2 ) [2]. По таблице качественных реакций можно.

• Как издать спецвыпуск?
• Правила оформления статей
• Оплата и скидки

Источник: moluch.ru

Графит: плотность, свойства, особенности применения и виды

Графит является веществом, которое встречается в природе. Это одна из модификаций углерода, которая характеризуется определенной кристаллической решеткой. Это обуславливает свойства, которыми обладает графит. В природе углерод встречается в двух основных видах. Это графит и алмаз.

Их химическая формула идентична, но физические свойства радикально отличаются.

Именно строение кристаллической решетки влияет на эти характеристики. В ней есть свободные электроны, которые определяют физические свойства вещества. Графит, плотность, виды и область применения которого интересны для множества производств, стоит рассмотреть подробнее.

Основные свойства

Графит представляет собой серое вещество с металлическим блеском. Оно обладает высокой теплопроводностью (3,55 Вт/град./см). Благодаря этому графит активно применяют в различных сферах промышленности. Этот показатель выше, чем у кирпича, что объясняется наличием подвижных электронов в кристаллической решетке. Они также содействуют хорошей электропроводимости.

Во всех агрегатных состояниях это вещество характеризуется низким сопротивлением току (от 0,4 до 0,6 Ом).

Графит является инертным веществом, которое не растворяется химически активными компонентами. Это возможно только при попадании его в среду расплавленного металла с высокой точкой кипения. Графит в таких условиях расплавляется полностью, образуя карбиды.

Низкий коэффициент трения и высокая точка плавления обуславливают хорошие герметизирующие качества. Плотность графита (кг/м3) составляет 2,23. Но при этом материал хорошо изгибается и режется.

Структура

Рассматривая, какая плотность у графита, а также свойства и виды, необходимо уделить внимание его структуре. Это слоистое вещество. Его атомы углерода выстраиваются в кристаллическую решетку, похожую на соты. Шестиугольники в одном слое плотно прилегают друг к другу. Однако связь между каждым уровнем слаба.

Именно эта особенность позволяет легко сломать графит.

По шкале Мооса твердость материала равна единице. Для сравнения, у алмаза этот показатель равен 10, а у керамогранита – 5. При температуре 1500°С, согласно исследованиям ученых, кристаллическая решетка графита может преобразовываться в алмаз.

В процессе промышленной обработки структура вещества меняется. Вместе с этим у разных марок графита определяются неодинаковые свойства. Если же добытый материал не был обработан искусственно, это природный тип вещества.

Природный графит

Графит, плотность и свойства которого значительно отличаются в зависимости от марки производителя, в природных условиях встречается в 2 основных вариантах. Первый тип называется гексагональным. Он обладает кристаллической решеткой, в которой половина атомов в каждом слое находится над и под центром шестиугольника.

Вторая модификация – ромбоэдрическая. Каждый четвертый по счету слой повторяет первый. Эта модификация в природе встречается только в виде примесей. Если это вещество нагревать при температуре 2500-3300 К, то его кристаллическая решетка превратится в гексагональную. В естественных условиях материал чаще встречается именно в этом виде.

Состав

В природе графит никогда не встречается в чистом виде. Он содержит довольно большое количество золы (иногда до 20%). Она состоит из множества разных соединений (FeO, MgO, CuO, CaO и т. д.). До 2% массы в природном графите могут занимать газы. Может также присутствовать битум и вода.

Плотность порошка графита меняется в зависимости от дисперсионности, наличия пор. Указанное выше значение может снижаться до 2,09 кг/м 3 . На ощупь графит жирный. Если его взять руками, на пальцах останется характерный след. Поэтому из такого материала создают стержни для простого карандаша. Он оставляет четкий след на бумаге.

Искусственный графит

Для производства очень важно учитывать, какова плотность графита. Физика дает понять, что чем больше плотность этого вещества, тем больше его теплопроводность. Искусственный графит характеризуется высокой чистотой (до 99%). Это также значительно увеличивает плотность материала.

Производство очищенного графита осуществляется путем термохимических и термомеханических воздействий. Для каждой отрасли производства изготавливается вещество с определенным набором качеств. Это позволяет удовлетворить потребности промышленности в графите с заданными физическими характеристиками.

Маркировка веществ, созданных искусственно, включает в себя разбивку типов материала по сфере назначения. Различают литейный, электроугольный, аккумуляторный, элементный, смазочный и карандашный графит. Существуют также специальные марки, применяемые в ядерных реакторах.

Сфера применения

При производстве задаются определенные свойства графита. Применение этого вещества полностью зависит от них. Графит используют в металлургии при изготовлении тугоплавких форм или ковшей, емкостей. При литейном процессе порошок из представленного вещества используется в виде смазки. Одной из составляющих огнеупорного кирпича является также графит.

Его добавляют в смесь при изготовлении пластмассы.

Для изготовления контактов электроприборов также применяется этот материал. Этому способствуют электропроводные свойства вещества.

Графитовые карандаши известны, пожалуй, каждому человеку. Этот материал также применяется при производстве некоторых видов красок. При этом применяется именно черный (а не серый) графит. Такая краска обладает антикоррозионными качествами.

Из представленного природного минерала получают искусственные алмазы. Их применяют при изготовлении сверхпрочных режущих инструментов. В машиностроении графитовый порошок выступает материалом для подшипников, а также поршневых и уплотнительных колец. В виде смазочного материала он подходит для обработки велосипедных цепей, автомобильных рессор, дверных петель.

Даже в составе многих лекарственных препаратов можно встретить графит.

Применение в пищевой промышленности

Представленное вещество также широко применяется в пищевой промышленности. Для этого при производстве оно подвергается определенной обработке. Плотность железа, этилового спирта, графита и сахара, по понятным причинам, различна. Но представленный материал может как содержать в себе, так и входить в состав некоторых веществ. Он находится в парафинах, эфирах, спирте и даже в сахаре.

В этом можно убедиться, если провести несложный опыт. Сначала нужно взять кусочек сахара. Его кладут на твердую крышку и накрывают колпачком (можно наперстком). Затем металл, которым накрыт сахар, сильно нагревают. Из-под наперстка со временем станет выделяться едкий дым.

Если к нему поднести спичку, газ станет гореть.

Когда дым перестанет выделяться, можно снять наперсток. На крышке остается черная масса. Это уголь. Он представляет собой углерод, из которого и состоит графит.

Нахождение в природе

Графит, плотность которого зависит от его чистоты, находится в природе в довольно больших количествах. Ежегодно во всем мире добывается около 600 тыс. т этого вещества. Наибольшие запасы его сосредоточены в Мексике, Чехии, Китае, Украине, Бразилии, России, Канаде и Южной Корее.

С давних времен месторождения графита вызывали интерес человечества. Сегодня эти природные ресурсы разрабатывают с целью обеспечения промышленности материалами с требуемыми качествами. Графит находят в гранитах, известковых породах, слюде или гнейсах в виде волокнистых или кристаллических вкраплений. Добыча выполняется открытым и подземным способами.

Стоимость графита

Сегодня средняя стоимость графита составляет около 45 руб./кг. Если же его обрабатывали искусственно, стоимость значительно увеличивается. Также цена на природный минерал зависит от расположения месторождения.

Ознакомившись с основными свойствами и характеристиками графита, можно сделать вывод, что от его плотности зависит как стоимость, так и технические качества материала. Поэтому добытый в природе минерал подлежит последующей обработке. Это повышает его качества.

Источник: fb.ru

Свойства графита: физические и химические, формула и применение

Органические камни

Автор karat На чтение 6 мин.

Формула графита

Такой распространенный химический элемент, как углерод, встречается в природе в виде двух полиморфных разновидностей. Эти разновидности – графит и алмаз.

Химическая формула графита: C и алмаза идентичны, и они являются природными проявлениями одного и того же химического элемента, они довольно резко отличаются по своим физическим свойствам и структуре.

Графит — камень, который используют в промышленности.

Такие различия обусловлены особенностями строения кристаллической решетки графита.

Наличие свободных электронов, которые имеет кристаллическая решетка графита, обуславливает его физические свойства.

Свойства графита: физические и химические

Природный графит представляет собой серое вещество, имеющее слабый металлический блеск. Он имеет высокую степень теплопроводности, которая составляет около 3,55 Вт/град/см. Этот показатель в несколько раз выше, нежели у простого глиняного кирпича. Такая высокая теплопроводность объясняется присутствием в его кристаллической решетке подвижных электронов.

Подвижные электроны обуславливают не только высокую теплопроводность элемента, но и такое физическое свойство, как высокая электропроводимость. Удельное сопротивление материала электрическому току составляет от 0,4 до 0,6 Ом. Такой низкий предел электрической сопротивляемости характерен для всех видов и агрегатных состояний, которые он имеет.

Если рассматривать его химические свойства, то он является инертным и неспособен растворяться в химически активных растворах. Его полное растворение может происходить только в металлах, имеющих высокую точку плавления. При этом процессе образуются карбиды. Такие химические соединения имеют очень разнообразные химические и физические свойства, которые используются для производства современных твердосплавных материалов.

Карбиды являются основой для производства всех твердых сплавов, которые известны на сегодняшний день. Наиболее часто используются соединения углерода с вольфрамом и титаном. Их применение дает возможность для производства режущего инструмента, который обладает такими эксплуатационными характеристиками, как термическая устойчивость и износостойкость.

Низкий коэффициент трения и устойчивость к действию высоких температур делает его незаменимым материалом для производства изделий, основной функциональной задачей которых является обеспечение герметичности различных соединений. Подобные изделия из графита позволяют изготавливать качественные уплотнительные материалы без применения смол и различных неорганических наполнителей.

Для этих целей промышленностью выпускается терморасширенный графит. Для его производства используется природный чешуйчатый графит, который обрабатывается неорганическими кислотами. В результате обработки природного чешуйчатого варианта материала получается эластичный и химически инертный образец, используемый для производства набивок и смазок, используемых для герметизации соединений.

Учитывая то, что аллотропная форма углерода характеризуется определенной кристаллической решеткой, он имеет следующие структурные формы:

• Явнокристаллические
• Скрытокристаллические
• Высокодисперсные материалы, называемые углями

Существует классификация, которая разделяет природные графиты по структуре и размерам кристаллов:

• Плотнокристаллические графиты
• Чешуйчатые графиты

Месторождения графита

Скопления этого минерала, которые имеют промышленное значение, находятся в Китае, Корее, Индии и Бразилии.

Эти страны являются основными поставщиками природного графита на мировой рынок. Залежи графита разрабатываются на Украине, в России, Чехии.

В связи с большой потребностью в данном минерале его природные месторождения неспособны удовлетворить возрастающую популярность.

Природный вариант этого минерала представляет собой черный порошок, имеющий серебристый оттенок.

Искусственный графит: получение и применение

Преимуществом графита, который получают искусственным путем, является его химическая чистота. Содержание углерода в нем составляет 99%. Наибольшая плотность графита наблюдается в рекристаллизованных вариантах.

Этот вариант производится путем термомеханических и термохимических обработок. Благодаря таким способам обработки значительно повышаются показатели плотности. Этот показатель крайне важен для теплопроводности материалов.

Из искусственных вариантов этого материала нужно выделить силицированный графит. Этот современный материал получают путем пропитывания пористого графита кремнием. Процесс пропитки производится под действием высокой температуры и давления. В результате такой обработки получается материал, обладающий высокой степенью износостойкости.

Основным достоинством этого материала является низкий коэффициент трения. Этот искусственный вариант используется для производства деталей, работающих при воздействии больших температур, когда не требуется высокая механическая прочность и твердость.

Еще одной разновидностью данного минерала является изостатический графит, получаемый в результате прессования при больших температурах. Основное применение этой разновидности лежит в изготовлении литейных форм. Ее также применяют для производства приборов для нагревания.

Сопротивление при механической резке у этого материала в несколько раз ниже, чем у стали и чугуна. Поэтому изготовление деталей из изостатического графита обходится намного дешевле, чем изготовление аналогичных деталей из других материалов. При этом эксплуатационные характеристики изостатического графита в несколько раз превышают аналоги, которые изготовлены из альтернативных материалов.

Каждая отрасль современной промышленности, которая потребляет этот минерал в качестве исходного сырья для производства определенных изделий, выдвигает свои требования к качеству графита. Поэтому современная промышленность производит достаточно большую номенклатуру сырья на его основе в зависимости от потребностей заказчиков.

Основные сферы применения графита

Высокая стойкость к температуре, которую имеет природный углерод, обуславливает его основную сферу применения.

Это изделия, которые работают в условиях высокой температуры окружающей среды.

Например, из них делаются формы, в которых производится закалка различных инструментов.

Графит является основным материалом для производства качественных гальванических элементов.

Природный минерал и препараты, его содержащие, являются основой для таких изделий, как формы для литья, огнеупорные лакокрасочные материалы, смазки для подшипников качения и пр.

При изготовлении электродов с положительным зарядом он способствует улучшению электропроводности.

Химическая инертность минерала делает его идеальным сырьем для материалов, которые работают в агрессивных средах.

Материалы, изготовленные на его основе, способны без изменения эксплуатационных характеристик работать в тех сферах, где не могут работать другие конструкционные материалы.

Марки графита и их применение

Существует следующая классификация марок этого материала:

• Тигельный графит
• Литейный графит
• Элементный графит
• Карандашный графит
• Электроугольный графит
• Аккумуляторный графит

Этот материал обладает практически нулевой пористостью. Этот показатель крайне важен для эксплуатационных характеристик.

Основная сфера применения лежит в изготовлении химически стойкой посуды. Он способен выдерживать температуры до 3000 градусов.

Причем такую температуру он способен выдерживать как в условиях вакуума, так и в условиях агрессивной окружающей среды.

В последнее десятилетие интерес к этому минералу значительно возрос. На основе волокон углерода производятся следующие виды современных материалов:

• Углеродные волокнистые материалы
• Углеродные волокнистые сорбенты
• Углепластики
• Композиционные материалы на основе углеродного волокна

Особое внимание уделяется использованию углепластиков, которые находят все более широкое применение в машиностроении, химической промышленности и во многих других сферах.

Их применяют в качестве альтернативы металлическим изделиям. По прочности они не уступают изделиям из металла, а вот по таким параметрам, как коррозионная стойкость и стойкость к высоким температурам, значительно их превосходят.

Источник: karatto.ru