Grafiet is een mineraal, een stabiele kristallijne modificatie van koolstof. Het behoudt zijn oorspronkelijke eigenschappen onder standaardomstandigheden. Het materiaal is vuurvast, voldoende dicht en heeft een hoge elektrische geleidbaarheid. Het blijkt door antraciet te verwarmen zonder luchttoegang. Het wordt gebruikt in gieterijen, bij de vervaardiging van staal en voor smering bij walsproductie. Maar deze gebieden dekken niet alle gebruiksgebieden.
Basisfuncties
Als je geïnteresseerd bent in de vraag wat de dichtheid van grafiet is, moet je weten dat deze parameter 2230 kg/m is3. Een andere allotrope vorm van koolstof is diamant, daarom wordt grafiet er soms mee vergeleken. Deze laatste heeft elektrisch geleidende eigenschappen en werkt als een halfmetaal. Deze eigenschap heeft zijn weg gevonden naar het productieproces van de elektroden.
De dichtheid van grafiet is niet alles wat je moet weten als je geïnteresseerd bent in dit mineraal. Er zijn ook andere eigenschappen om te overwegen. Deze kristallijne modificatie van koolstof smelt bijvoorbeeld niet, maar wanneer:blootgesteld aan een temperatuur van 3500 °C ontbrandt. Het materiaal passeert de vloeibare fase en gaat over in de gasvormige toestand.
Als de omstandigheden echter zorgen voor een verhoging van de druk tot 90 MPa, evenals de temperatuur, kan smelten worden bereikt. Deze ontdekking werd gedaan tijdens het bestuderen van de eigenschappen van diamant toen ze probeerden het te synthetiseren. Maar het was niet mogelijk om dit materiaal uit gesmolten grafiet te halen.
Kristalrooster
Het kristalrooster van grafiet zorgt voor de aanwezigheid van koolstofatomen. Het heeft een gelaagde structuur. De afstand tussen afzonderlijke lagen kan 0,335 nm bereiken. In het rooster binden koolstofatomen zich met drie andere koolstofatomen.
Het rooster kan zeshoekig en ruitvormig zijn. In elke laag bevinden zich koolstofatomen tegenover de centrale delen van de zeshoeken. De laatste bevinden zich in aangrenzende lagen, dan wordt de positie van de lagen herhaald, wat na één gebeurt.
Productie van kunstmatig grafiet
Grafiet en zijn eigenschappen zijn niet het enige dat u moet weten als u geïnteresseerd bent in dit mineraal. Het is ook belangrijk om te vragen naar de productie van een kunstmatige variëteit. Het verschilt van een natuurlijk materiaal doordat de synthese een stof produceert met gespecificeerde parameters.
Afval van petroleumcokes en steenkoolzand worden gebruikt bij de productie. Een mengsel van fijnkorrelige elementen wordt gebakken en vervolgens ongeveer 5 weken gekoeld. De impact van temperatuur in de eerste fase gaat gepaard met zijntot 1200 °C.
Om de theoretische dichtheid van grafiet te vergroten, worden werkstukken geïmpregneerd met zand. In de laatste fase vindt grafitisering plaats, het omvat een warmtebehandeling van het materiaal in een speciale oven, waar de temperatuur 3000 ° C bereikt. In dit geval is het mogelijk om een kristalrooster te vormen.
Dit grafiet heeft een hoge thermische geleidbaarheid en een uitstekende elektrische geleidbaarheid. De anisotropie van eigenschappen is inherent aan een mineraal dat wordt verkregen door extrusie. Tegenwoordig wordt een nieuwere technologie gebruikt, die isostatisch persen wordt genoemd. Dit maakt het mogelijk om een materiaal te produceren met een lage wrijvingscoëfficiënt. Het heeft isotrope eigenschappen.
De dichtheid van grafiet (g/cm3), die wordt verkregen tijdens het extrusieproces, bereikt 2,23. Dezelfde indicator voor de isostatische herkristalliseerde variëteit kan, afhankelijk van het merk, 5 g/cm bereiken 3. Dergelijk materiaal wordt gebruikt voor de vervaardiging van onafgewerkte stukken van groot formaat, waarvan de lengte en diameter respectievelijk 1000 en 500 mm zijn, evenals voor de productie van gietdelen en mallen met antifrictie-eigenschappen.
Hoofdmerken
Vandaag de dag wordt gebruik gemaakt van de mogelijkheid van synthese met verschillende korrelgroottes. Als resultaat kan grafiet worden ingedeeld in:
- grof;
- gemiddeld;
- fijnkorrelig;
- fijnkorrelig.
Elementen van de eerste bereiken een diameter van 3.000 micron. Als we het hebben over een middelgroot ras, dan is de korrelgrootte 500µm. Er wordt fijnkorrelige grafietkwaliteit MPG met een korrelgrootte tot 50 micron onderscheiden. Er is ook een fijnkorrelig isotroop mineraal van het merk MIG-1, waarvan de deeltjes een grootte hebben van 30 tot 150 micron. Fijnkorrelig grafiet en isostatisch grafiet hebben korrels tot 30 micron groot, hun minimale diameter is 1 micron.
Kunstmatig grafiet gebruiken
Je kent de dichtheid van grafiet al. Het is echter ook belangrijk om het toepassingsgebied van de kunstmatige variëteit te bestuderen. Het wordt toegepast in alle branches. Elektroden zijn gemaakt van grofkorrelig. Fijnkorrelige structuur gaat naar de productie van gevormde producten met een complexe vorm.
Het gebruik van een kunstmatig mineraal maakte het mogelijk om hoge precisie te bereiken bij het vervaardigen van onderdelen. Tegenwoordig wordt er apparatuur geproduceerd die volledig voldoet aan de normen van deze eeuw.
Aanvullende informatie over dichtheid en thermische uitzetting
Afhankelijk van het additief kan de hoogste dichtheid van grafiet 5g/cm zijn3. De minimumwaarde is 2. Het is inherent aan herkristalliseerd grafiet. Eenkristallen hebben een hoge anisotropie, dit komt door de structuur van het kristalrooster. In de basale vlakken is de thermische uitzetting negatief tot 427 °C. Dit suggereert dat het mineraal krimpt.
Bij toenemende temperatuur neemt de absolute waarde af. Op het bovenstaande temperatuurniveau is de thermische uitzetting positief. Hetloodrecht op de basale vlakken gericht. De temperatuuruitzettingscoëfficiënt is bijna onafhankelijk van de temperatuur en overschrijdt de waarde met meer dan 20 keer vergeleken met de gemiddelde absolute coëfficiënt voor de basale vlakken.
Wat u nog meer moet weten over duurzaamheid
De sterkte en dichtheid van grafiet veranderen met toenemende temperatuur. Voor de meeste kunstmatige grafiet neemt de treksterkte met een factor 2,5 toe bij toenemende temperatuur. De maximale waarde bereikt bij 2800 °C.
De druksterkte neemt 1,6 keer toe wanneer de temperatuur 2200 °C bereikt. De afschuif- en elasticiteitsmoduli nemen 1,6 keer toe wanneer de temperatuur 1.600 °C bereikt.
Tot slot
De vorm definieert de variëteiten van grafiet, die kunnen zijn: lamellair, schilferig en bolvormig. Flake wordt ook wel carbon annealing genoemd. Grafiet is ook een microstructureel bestanddeel van smeedbaar, grijs nodulair gietijzer en verdicht gietijzer. In dit geval is het samengesteld uit koolstof en bepa alt het de specifieke eigenschappen van gietijzer.
Dit materiaal werd ongeveer 4.000 jaar geleden gebruikt om inscripties en tekeningen te maken. De naam komt van het woord "schrijven". De afzettingen bevinden zich waar afzettingen van bitumen en steenkool zijn blootgesteld aan hoge temperaturen.
