Graphit ist ein Mineral, eine stabile kristalline Modifikation von Kohlenstoff. Es behält seine ursprünglichen Eigenschaften unter Standardbedingungen. Das Material ist feuerfest, ausreichend dicht und hat eine hohe elektrische Leitfähigkeit. Es stellt sich heraus, indem Anthrazit ohne Luftzugang erhitzt wird. Es wird in Gießereien, bei der Stahlherstellung sowie zur Schmierung in der Walzenproduktion eingesetzt. Diese Bereiche decken aber nicht alle Anwendungsbereiche ab.
Grundfunktionen
Wenn Sie sich für die Frage interessieren, wie hoch die Dichte von Graphit ist, sollten Sie wissen, dass dieser Parameter 2230 kg/m beträgt3. Eine andere allotrope Form von Kohlenstoff ist Diamant, weshalb Graphit manchmal damit verglichen wird. Letzteres hat elektrisch leitfähige Eigenschaften und wirkt als Halbmetall. Diese Eigenschaft hat Eingang in die Elektrodenherstellung gefunden.
Die Dichte von Graphit ist nicht alles, was Sie wissen müssen, wenn Sie an diesem Mineral interessiert sind. Es gibt auch andere Eigenschaften, die berücksichtigt werden müssen. Beispielsweise schmilzt diese kristalline Modifikation von Kohlenstoff nicht, sondern wanneiner Temperatur von 3500 °C ausgesetzt entzündet sich. Das Material passiert die flüssige Phase und geht in den gasförmigen Zustand über.
Wenn die Bedingungen jedoch eine Erhöhung des Drucks auf bis zu 90 MPa sowie der Temperatur vorsehen, kann ein Schmelzen erreicht werden. Diese Entdeckung wurde gemacht, als sie die Eigenschaften von Diamanten untersuchten, als sie versuchten, ihn zu synthetisieren. Aber es war nicht möglich, dieses Material aus geschmolzenem Graphit zu gewinnen.
Kristallgitter
Das Kristallgitter von Graphit sorgt für das Vorhandensein von Kohlenstoffatomen. Es hat einen Schichtaufbau. Der Abstand zwischen einzelnen Schichten kann 0,335 nm erreichen. Im Gitter verbinden sich Kohlenstoffatome mit drei anderen Kohlenstoffatomen.
Das Gitter kann hexagonal und rhomboedrisch sein. In jeder Schicht befinden sich Kohlenstoffatome gegenüber den zentralen Teilen der Sechsecke. Letztere befinden sich in benachbarten Schichten, dann wiederholt sich die Position der Schichten, was nach einer geschieht.
Herstellung von künstlichem Graphit
Graphit und seine Eigenschaften sind nicht das einzige, was Sie wissen sollten, wenn Sie sich für dieses Mineral interessieren. Es ist auch wichtig, nach der Herstellung einer künstlichen Sorte zu fragen. Es unterscheidet sich von einem natürlichen Material dadurch, dass die Synthese eine Substanz mit bestimmten Parametern hervorbringt.
Abfälle von Petrolkoks und Kohlesand werden in der Produktion verwendet. Eine Mischung aus feinkörnigen Elementen wird gebrannt und dann für etwa 5 Wochen gekühlt. Der Einfluss der Temperatur in der ersten Stufe wird von seiner begleitetbis 1200 °C.
Zur Erhöhung der theoretischen Dichte von Graphit werden Werkstücke mit Sand imprägniert. In der Endphase erfolgt die Graphitisierung, eine Wärmebehandlung des Materials in einem speziellen Ofen, in dem die Temperatur 3000 °C erreicht. In diesem Fall ist es möglich, ein Kristallgitter zu bilden.
Dieser Graphit hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit und eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit. Die Anisotropie der Eigenschaften ist einem durch Extrusion erh altenen Mineral inhärent. Heute wird eine neuere Technologie verwendet, die als isostatisches Pressen bezeichnet wird. Dadurch kann ein Material mit niedrigem Reibungskoeffizienten hergestellt werden. Es hat isotrope Eigenschaften.
Die Dichte von Graphit (g/cm3), die während des Extrusionsprozesses erh alten wird, erreicht 2,23. Der gleiche Indikator für die isostatisch rekristallisierte Sorte kann je nach Marke 5 g/cm erreichen 3. Dieses Material wird zur Herstellung von großformatigen Rohlingen mit einer Länge und einem Durchmesser von 1000 bzw. 500 mm sowie zur Herstellung von Gussteilen und Formen mit Gleiteigenschaften verwendet.
Hauptmarken
Heute wird die Möglichkeit der Synthese mit unterschiedlichen Korngrößen genutzt. Als Ergebnis kann Graphit klassifiziert werden in:
- grob;
- mittel;
- feinkörnig;
- feinkörnig.
Elemente der Ersten erreichen einen Durchmesser von 3.000 Mikrometern. Wenn wir von einer mittelkörnigen Sorte sprechen, dann ist die Körnung 500um. Es wird feinkörniger Graphit in MPG-Qualität mit einer Korngröße von bis zu 50 Mikron unterschieden. Es gibt auch ein feinkörniges isotropes Mineral der Marke MIG-1, dessen Partikel Größen von 30 bis 150 Mikrometer haben. Feinkörniger Graphit und isostatischer Graphit haben Körner bis zu einer Größe von 30 Mikron, ihr Mindestdurchmesser beträgt 1 Mikron.
Mit künstlichem Graphit
Du kennst bereits die Dichte von Graphit. Wichtig ist aber auch, den Einsatzbereich der künstlichen Sorte zu studieren. Es findet in allen Branchen Anwendung. Elektroden werden aus grobkörnigem Material hergestellt. Die feinkörnige Struktur dient der Herstellung von geformten Produkten mit komplexer Form.
Durch die Verwendung eines künstlichen Minerals konnte eine hohe Präzision bei der Herstellung von Teilen erreicht werden. Heute werden Geräte hergestellt, die den Standards dieses Jahrhunderts voll und ganz entsprechen.
Zusätzliche Informationen zu Dichte und Wärmeausdehnung
Je nach Additiv kann die höchste Graphitdichte 5g/cm betragen3. Der Mindestwert ist 2. Er ist rekristallisiertem Graphit eigen. Einkristalle haben eine hohe Anisotropie, dies liegt an der Struktur des Kristallgitters. In den Basalebenen ist die Wärmeausdehnung bis 427 °C negativ. Dies deutet darauf hin, dass das Mineral schrumpft.
Mit zunehmender Temperatur nimmt sein absoluter Wert ab. Bei obigem Temperaturniveau ist die Wärmeausdehnung positiv. Essenkrecht zu den Basalebenen gerichtet. Der Temperaturausdehnungskoeffizient ist nahezu temperaturunabhängig und übersteigt den Wert um mehr als das 20-fache gegenüber dem mittleren absoluten Koeffizienten für die Basalebenen.
Was Sie sonst noch über H altbarkeit wissen müssen
Die Festigkeit und Dichte von Graphit ändert sich mit steigender Temperatur. Bei den meisten künstlichen Graphiten steigt die Zugfestigkeit mit steigender Temperatur um den Faktor 2,5. Der Maximalwert erreicht bei 2800 °C.
Die Druckfestigkeit erhöht sich um das 1,6-fache, wenn die Temperatur 2.200 °C erreicht. Ab einer Temperatur von 1.600 °C erhöhen sich Scher- und Elastizitätsmodul um das 1,6-fache.
Zum Schluss
Die Form definiert die Sorten von Graphit, die sein können: lamellar, flockig und kugelförmig. Flake wird auch Kohlenstoffglühen genannt. Graphit ist auch ein Gefügebestandteil von Temperguss, Grauguss und Gusseisen mit Kompaktgraphit. In diesem Fall besteht es aus Kohlenstoff und bestimmt die spezifischen Eigenschaften von Gusseisen.
Dieses Material wurde vor etwa 4.000 Jahren zur Erstellung von Inschriften und Zeichnungen verwendet. Sein Name kommt von dem Wort „schreiben“. Die Lagerstätten befinden sich dort, wo Lagerstätten von Bitumen und Steinkohle hohen Temperaturen ausgesetzt waren.
