Естествен графит: структура, свойства и приложение на скалата. Графит: плътност, свойства, характеристики на приложение и видове

Графит- минерална, хексагонална кристална полиморфна (алотропна) модификация на чист въглерод, най-стабилна при условия кора... Други модификации: диамант, лонсдейл, чаоит. Слоевете на кристалната решетка могат да бъдат разположени по различни начини един спрямо друг, образувайки редица политипове, със симетрия от хексагонална система (дихексагонално-дипирамидален тип симетрия) до тригонална (ди-тригонално-скаленоедрален w.c.). Кристалната решетка на графита е от слоест тип. В слоевете С атомите са разположени във възлите на шестоъгълните клетки на слоя. Всеки атом С е заобиколен от три съседи с разстояние 1,42Α.

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

Форми на намиране

Добре оформените кристали са рядкост. Кристалите са ламелни, люспести, извити, обикновено ламелни несъвършена форма... По-често се представя от листа без кристалографски очертания и техните съвкупности. Образува непрекъснати криптокристални, листни или заоблени радиално-радиални агрегати, по-рядко - сферолитни агрегати с концентрично-зонална структура. При едрокристални утайки често се наблюдава триъгълно излюпване на равнините (0001).

Произход

Образува се при високи температури във вулканични и магмени скали, в пегматити и скарни. Среща се в кварцови вени с волфрамит и други минерали в среднотемпературни хидротермални полиметални находища. Широко разпространено 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:познато още от древността
• Електрически свойства на минерала:Провежда се добре електричество
• Топлинни свойства:Не се топи (изгаря при 3500 ° C)
• Състояние на IMA:валиден, описан за първи път преди 1959 г. (преди IMA)
• Щрунц (8-мо издание): 1 / Б.02-10
• Здравей, CIM Ref.: 1.25
• Дана (7-мо издание): 1.3.5.2
• Дана (8-мо издание): 1.3.6.2
• Молекулно тегло: 12.01
• Параметри на клетката:а = 2,463 А, с = 6,714 А
• Поведение:а: с = 1: 2,726
• Броят на формулните единици (Z): 4
• Обем на единичната клетка: V 35,27 ų
• побратимяване:от (1121)
• Група точки: 6 / mmm (6 / m 2 / m 2 / m) - дихексагонална дипирамидална
• Космическа група: P63mc
• Плътност (изчислена): 2.26
• Плътност (измерена): 2.09 - 2.23
• Специфично тегло: 2,1 - 2,3
• плеохроизъм:силен
• Тип:едноосов (-)
• Оптична анизотропия:извънредно
• Цвят на отразената светлина:желязо черно, което се превръща в стоманено сиво
• Формуляр за разпределение:Листни, люспести, радиално-лъчисти, земни агрегати
• Класове по таксономия на СССР:Неметали
• IMA класове:Родни елементи
• Химична формула:° С
• система:шестоъгълна
• Цвят:Черно желязо, тъмно стоманено сиво
• Цвят на характеристиките:Черен, лъскав
• блясък:метален мат полуметален
• прозрачност:непрозрачен
• деколте:много перфектен от (0001)
• изкривяване:подобен на 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 стр.

Минерална снимка

Свързани статии

• Графитът проявява поразителни квантови ефекти
  Алберт Айнщайн, Пол Дирак и други физици биха могли да използват графит за детайлизиране на теорията на относителността или квантовата механика.
• Технология за обогатяване на графитна руда
  Приготвена след масивна експлозия, графитна руда 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 кариера с багери ZhT-5 и се доставя до Завод за климатици Белаз.
• Основни свойства на естествения графит
  Графити - вещества сивос метален блясък, аморфна, кристална или влакнеста структура, мазна на допир, специфично тегло от 1,9 до 2,6.
• Произходът на въглищата остава загадка: органичната теория за образуването на въглища не издържа
  Всеки усърден ученик ще каже без колебание: въглищата са вещество растителен произход, `продукт на трансформацията на висши и нисши растения`
• Произходът на въглищата остава загадка: нефтената хипотеза за образуването на въглища
  V средата на XVIвек, основателят на добива Агрикола изрази мнението, че въглищата не са нищо повече от сгъстен нефт
• Рудите и въглищата са неразделни една от друга!
  По принцип имаме достатъчно въглища. И все пак можеше да бъде дори повече, ако го търсихме през всичките тези години там, където наистина е...

Минерални находища Графит

• Иркутска област
• Регион Олхон
• Русия
• Ботоголско графитно находище
• Шри Ланка

Графитът е минерал, използван най-много различни областииндустрия. Тази популярност се дължи на уникалните му свойства (мекота, лесна обработка, висока електропроводимост, химическа инертност).

Съществува изкуствени видовеот този материал, които също са много търсени. Използват се не само в различни индустрии, но и за извършване микроскопски изследвания(като материал за калибриране).

Приложение на изкуствен графит

Използва се в следните промишлени сектори:

• Машиностроене;
• Атомно инженерство;
• Металургия;
• Производство на електротехника;
• Химическа индустрия.

Често се използват разновидности на изкуствен графит, импрегниран с различни синтетични смоли. Използват се за създаване на химическо оборудване, незаменими са при производството на спирателни или свързващи фитинги.

Изкуственият графит също се прави от:

• Механични уплътнения;
• Лагери;
• Реакторни сгради;
• Облицовъчни плочки.

Използване на естествен графит

Този минерал има най-широк спектър на приложение и е незаменим в голямо разнообразие от промишлени сектори.

Къде се използва графит:

• Машиностроене;
• Химическа индустрия;
• Металургия;
• Производство строителни материали- този минерал служи като един от незаменимите компоненти при производството на тухли, по-специално огнеупорни тухли;
• Атомна енергия – използва се като модератор на невроните;
• Производство електрически уреди- за производство на електрически контакти, както и електроди;
• Лекарство.

Използването на графит в металургията:

• В тази област графитът се използва за направата на форми за сплави, огнеупорни черпаци, както и съдове, в които се извършва кристализация;
• От него се правят топилни тигели;
• Графитът може да се използва за насищане на метали с въглерод (т.е. карбонат), както и за създаване на реактивни метали;
• Графитният прах често се използва като лубрикант за леярски форми.

Машиностроене: за какво се използва графитът

В тази индустрия използването на минерала също е много разнообразно. Неговите свойства правят графита незаменим за създаването на голямо разнообразие от продукти.

В машиностроенето графитът се използва за производство на:

• Облицовъчни плочи;
• Електроди (графит);
• Различни нагревателни елементи;
• Прахове и пасти за уплътняване на контакти, например в хлабините;
• Плъзгащи се контакти (електрически четки);
• Лагери, уплътнителни пръстени;
• Електростатични покрития.

Графит в химическата промишленост:

• От този минерал се произвеждат различни лубриканти, които се използват както в производството, така и в ежедневието;
• Е пълнител за някои видове пластмаси;
• Използва се за синтеза на изкуствени диаманти;
• Незаменим при производството на бои, които имат отлични антикорозионни свойства, както и различни лакове;
• Използва се като пълнител за технологични смеси;
• Може да служи като пластификатор;
• Е един от компонентите на лепилото за залепване на гумирани тъкани;
• Част от добавки и антифрикционни пълнители (за трансмисионни или двигателни масла), охлаждащи течности;
• Използва се за производството на алкални батерии.

Графит: медицински приложения

Този минерал е част от много лекарства(предимно хомеопатични). Използва се при дерматологични заболявания, както и за образуване на белези или сраствания, метаболитни нарушения.

Моливите също са изработени от черен графит.

Думата графит в превод от гръцки означава „пиша“. Минерал с това име се образува естествено при високи температури във вулканични скали.

Характеристики на графита

Графитът е представител на класа естествени елементи с висока якост. Структурата му има голяма сумаслоеве.

В природата има два вида графит:

• груб кристален,
• фин кристален.

По размера на кристалите и по местоположението им един спрямо друг в природата се срещат следните видове графит:

• изрично кристален,
• криптокристален.

Графитът има доста слоеста структура. Всеки от слоевете има вълнообразна форма. Той е мек.

Графитът е един от елементите, който се състои главно от кристали различни размери... Те имат пластмасова структура и малки люспи по краищата. По силата си те могат да се сравнят с диамантите.

Кристалната решетка на графита се състои от голям брой слоеве, които имат различно разположение един спрямо друг.

Днес често се произвежда изкуствен графит, който се създава от смес различни вещества... Използва се в различни отрасли на човешкия живот. Изкуственият графит има голям брой видове.

V съвременен святпланира се добив на злато от графит. Учените са открили, че един тон графит съдържа приблизително 18 грама злато. Това количество златна руда е присъщо на златните находища. В момента е възможно да се добие злато от графит не само у нас, но и в други страни по света.

Физични свойства на графита

Едно от основните свойства на графита е способността му да провежда електрически ток. Неговите физически свойства се различават от параметрите на диаманта по това, че той не притежава същите високо нивотвърдост. Структурата му първоначално е доста мека. Въпреки това, след нагряване, той става твърд и крехък. Материалът започва да се разпада.

Физическите свойства на графита са както следва:

1. не се разтваря в киселина.
2. топенето на графит при температури под 3800 градуса по Целзий е невъзможно.
3. след нагряване придобива твърда и крехка структура.

Това далеч не са всички свойства на графита. Има и параметри, които правят този артикул уникален.

Графитът има следните характеристики:

• точката на топене на графита е 3890 градуса по Целзий,
• цветът на графита е тъмно сив с метален блясък,
• топлинният капацитет на графита е 0,720 kJ
• съпротивлението на графита е 800 000 · 10−8 (Ohm · Meter).

Внимание: Единственият параметър от всички характеристики на графита, който зависи от вида на елемента, е топлопроводимостта на графита. Тя е от 278,4 до 2435 W / (m * K).

Таблица. Физични свойства на графита.

Характеристики Посока на потока Температура, °С 20200400600800

Коефициент на топлопроводимост λ, W / (m ° С) графит:
- кристална	||	354,7	308,2
- естествено	_|_	195,4	144,2	112,8	91,9	75,6
- натиснат	||	157	118,6	93,0	69,8	63,9
- изкуствен с p = 1,76 g / cm3	_|_	104,7	81,4	69,8	58,2
- същото, с p = 1,55 g / cm3	||	130,3	102,3	79,1	63,9	53,5
Якост на разкъсване σпц, MN / m2	||	14,2	15,2	15,9	16,5	17,6
_|_	10,3	11,3	12,0	12,5	13,7
Модул на еластичност E, MN / m2	||	5880	7100	7350	7500	7840
_|_	2700	3040	3200	3630	3920
Специфична топлина s, kJ / (kg0C)	0,71	1,17	1,47	1,68	1,88
Електрическо съпротивление pe104, Omsm	16	13	11	10	9
Коефициент на линейно разширение α 106, 1 / ° С	||	7,2*1	8,5*2	10,0*3	13,0*4
_|_	4,0*1	5,5*2	6,8*3	9,3*4
||	1,8*1	1,55*2	1,45*3	1,40*4

Добив на графит

Добивът на графит е сложен процес. За това са създадени голям брой видове оборудване. Използва се за копаене и смачкване на елемент. Графитните отлагания обикновено се намират дълбоко под земята. Поради тази причина най-често се използват сондажни съоръжения, които позволяват да се стигне до полето на този елемент.

Графитни приложения

Както знаете, такъв материал като графит има голям брой уникални качества. Те определят обхвата на неговото приложение. Благодарение на. че този материал е устойчив на високи температури, използва се за производството на облицовъчни плочи.

Използването на графит се използва и в ядрената индустрия. Там той играе важна роляпри забавяне на неутроните.

Получаването на диамант от графит също е възможно. В съвременния свят е възможно да се получат синтетични диаманти, които по отношение на своите качества и външен видще прилича на естествен материал.

Пиролитичният графит е специална форма на елемент като графит. Този сорт е намерил широко приложение в областта на микроскопските изследвания. Използва се като материал за калибриране.

Графит. Свойства, приложение

Най-често се използва в сканираща тунелна микроскопия и атомно-силова микроскопия. Този вид графит се класифицира като синтетичен. Може да се получи чрез нагряване на кокс и смола.

Благодарение на графита активните метали могат да бъдат получени от химическа гледна точка чрез електролиза. Този методизползването на елемента се обяснява с факта, че графитът има доста добра електрическа проводимост.

При производството на пластмасови изделия графитът също е намерил своето приложение. Използва се за пълнене на пластмаси.

Повечето известен методизползването на графит е производството на пръти за конвенционални прости моливиче хората са толкова свикнали.

Какво е графит? Формула, свойства и приложения на графита

Графит. Свойства, приложение

Графитите са сиво оцветени вещества с метален блясък, аморфна, кристална или влакнеста структура, мазни на допир, специфично тегло от 1,9 до 2,6.
На външен вид графитът има метален оловно-сив цвят, вариращ от сребрист до черен, с характерен маслен блясък.
Поради това потребителите често наричат ​​явните кристални графити сребристи, а криптокристалните графити черни.

В зависимост от структурната структура графитите се делят на:
изрично кристален,
криптокристален,
графитоиди,

Графитна мина. Снимка: роден 1945 г

Кристалната решетка на графита се състои само от въглеродни атоми. Кристалната решетка на графита се характеризира с изразена слоеста структура, разстоянието между слоевете е 0,335 nm. В кристалната решетка на графита всеки въглероден атом е свързан с три други околни въглеродни атома. Кристалната решетка на графита е от два вида: хексагонална (α-графит) и ромбоедрична (β-графит, метастабилна форма). Въглеродните атоми на всеки слой от кристалната решетка на α-графита са разположени срещу центровете на шестоъгълниците, разположени в съседните (долни и горни) слоеве; позицията на слоевете се повтаря през един, като всеки слой се измества спрямо другия в хоризонтална посока с 0,1418 nm (ABABA опаковка). В ромбоедричната решетка на β-графита позицията на равнинните слоеве се повтаря не през един слой, както в шестоъгълната решетка, а през два. Въпреки факта, че β-графитът е метастабилен, в естествения графит съдържанието му може да достигне до 30%. При температури от 2230-3030 ° C ромбоедричният графит напълно се трансформира в шестоъгълен. Алфа графитът и бета графитът имат сходни физически свойства (с изключение на малко по-различната структура на графена).
Електрическата проводимост на графитните кристали е анизотропна: тя е близка до метална в посока, успоредна на базалната равнина, и с порядък по-малко в перпендикулярна посока. Анизотропията е характерна и за предаването на звук ( акустични свойства) и топлопроводимите свойства на графита.

Графитни свойства

Широкото използване на графита се основава на няколко уникални свойства:
- добра електропроводимост;
- устойчивост на агресивна среда;
- устойчивост на високи температури;
- висока смазваща способност.

Електрически свойства
Електрическата проводимост на графита е 2,5 пъти по-голяма от тази на живака. При температура от 0 градуса. електрическото съпротивление варира от 0,390 до 0,602 ома. Долна граница съпротивлениеза всички видове графит е еднакъв и е равен на 0,0075 ома.

Топлинни свойства

Точката на топене на графита е 3845-3890 С при налягане от 1 до 0,9 атм.

Магнитни свойства

Левитация на графит. Снимка: жълто облак

Разтворимост на графит

Еластичност на графита

Оптични свойства

Графитни приложения

Естествените графити се използват в много технологични и производствени процеси: огнеупорни материали (висококачествени, графит-магнезиеви, алуминиево-графитни), леярни, спирачни накладки, смазки, производство на моливи, тигели, галванични батерии, алкални батерии, прахова металургия, въглерод-графит материали (електрически четки, електрически въглищни продукти, антифрикционни материали), производство на стомана, термично експандиран графит, други области (багрила и полира), антивъглеродни материали, части за електротехника, магнитни ленти, промишлено производство на диаманти, охлаждащи и смазочни суспензии) .

Изкуствени натрошени графити - предназначени за карбуризиране на чугун и стомана в мартеновски, кислородно-конверторни и електростоманодобивни процеси при топене на стомана с намалено съдържание на чугун в шихтата, за разпенване на шлаки в металургични процеси, при производството на въглеродно-графитни материали и продукти, като пълнител за графит-пластмаси и като самостоятелни продукти в други потребяващи индустрии.

Домашната индустрия произвежда голям асортимент от графитни електрически четки за различни електрически машини, електрически осветителни въглища за проектори и за демонстрация и заснемане на филми, елементарно - галванични батерии, заваряване и за спектрален анализ, продукти за електровакуум и комуникационна техника.

Графитът служи като силно огнеупорна постна добавка в керамичните маси. Придава висока огнеупорност, топлопроводимост и термична стабилност на масата на тигела, придава на тигелите гладка повърхност, към която стопеният метал не прилепва добре. Възстановява когато високи температуриметални оксиди и предотвратява окисляването на метала.

От голямо значение е производството на графитни топилни тигли, както и капаци за тях. Освен това от графит се изработват удължители и опори за тигели, тигели за специални пещи и реторти. Вани за запояване, вани за изпичане на молив, графит-карборундови муфели и други продукти. Кристалният графит се използва като силно огнеупорен материал при производството на висококачествени високоогнеупорни облицовъчни продукти за зидария на доменни пещи, пещи и парни котли.

Разтваряне - графит

Страница 1

Разтварянето на графита в y-фаза е важен процес по време на нормализиране (както и при втвърдяване) на чугун с феритна или феритно-перлитна структура. Този процес е подобен на карбуризирането на стомана; разликата е, че по време на карбуризирането повърхностният слой на стоманената част е наситен с въглерод от външна среда, а при нагряване на чугуна многобройните включвания на графит, разположени в металната основа, са карбуризиращият агент и насищането с въглерод настъпва в целия обем на отливката. Разтварянето на въглерода в аустенита на чугуна се влияе от температурата: с повишаване на температурата на нагряване разтворимостта на въглерода в y-фазата се увеличава рязко. В резултат на нормализиране на чугун с оригиналната структура на основната маса от ферит или ферит и перлит се получава структура от перлит или сорбитол-подобен перлит с повишена твърдост и здравина.

Разтварянето на графита става доста бързо само при високи температури.

Тъй като графитът се разтваря при студения контакт и концентрацията на въглерод в стопилката се увеличава, зоната, където SG (TX) CA (TX) се разширява към по-високи температури и по-ниски пренасищания.

Термодинамичните данни за разтварянето на графита все още са оскъдни и често противоречиви. Въпросът за енталпията на процеса не е напълно ясен.

При нагряване графитът се разтваря в аустенит и следователно, въпреки различната първоначална структура на чугуна, аустенитът с евтектоидна или хиперевтектоидна концентрация на въглерод претърпява трансформация по време на охлаждане.

Порите, образувани при разтварянето на графита и обезвъглеродяването на чугуна, са частично или напълно запълнени с оксиди. Заедно с желязото се окисляват силиций и манган, образувайки стабилни съединения с кислород. Както и на повърхността, оксидираният слой в основната част на отливките има хетерогенна структура.

Възможността за образуване на пори при разтваряне на графита следва от данните на дилатометричния анализ. Ако процесът на разтваряне на графита беше обратим, размерите на пробите по време на утаяването и разтварянето на графита биха се променили със същата стойност, но с противоположни по знак.

Установено е, че когато графитът се разтваря в течно желязо, стойността на D) / s има положителна стойноств целия диапазон от концентрации и при NG 0 1 е близо до 5000 cal / mol. Промяната в DL ентропията c надвишава стойностите, съответстващи на идеалните решения; с увеличаване на концентрацията на въглерод, действителните стойности на DL c намаляват по-бързо от съответните стойности, съответстващи на идеалните решения.

По този начин основният механизъм за разтваряне на графита очевидно е директната контактна дифузия. В този случай карбуризацията на желязото може да бъде резултат от дифузия на въглерод върху повърхността на порите до онези области, където се запазва контактът с матрицата, и по-нататък чрез гранична и обемна дифузия. Не се наблюдава голяма разлика в карбуризацията по контура на включването, което може да се реализира, ако повърхностната дифузия значително преобладава над обемната. В много дифузионни пари действително има такова съотношение на скоростите на дифузия, но не е известно до каква степен това може да е вярно за сплавите Fe - Si - C.

Въз основа на микроскопската картина на разтварянето на графит, разгледана по-горе, е лесно да се обясни ефектът от температурата на аустенизация и повърхностно-активните примеси. При нагряване разтворимостта на въглерода в аустенита се увеличава, така че намаляването на кохезията на графита се придружава от увеличаване на адхезията на графита към матрицата. В резултат на това по-често се случва възстановяването на контакта между двете фази чрез разрушаване на графита. Едновременно с нагряването се увеличава и ролята на газовете. Добавяне на елементи към чугун, които намаляват повърхностно напрежениематрицата и по този начин отслабването на адхезията трябва да предотврати карбуризацията. Разтварянето може да бъде забавено и от примеси, които увеличават силите на свързване в базалните равнини на графита.

Графитни свойства

Вторият тип взаимодействие се осъществява, когато графит или диамант се разтварят в течни метали. При тези условия овлажняването на графита е по-малко интензивно, отколкото в първия случай.

Вторият начин е да се използват термодинамичните характеристики на процесите, свързани с разтварянето на графита в течно желязо.

Страници: 1 2 3 4

ГРАФИТ (от гръцки grapho - пиша * а. Графит, черно олово, плумбаго; n. Графит; е. Графит; и. Графито) е минерал от класа на самородните елементи, една от полиморфните модификации на въглерода, термодинамично стабилен в условията на земната кора. Примеси на газове (CO2, CO, H, CH4), понякога вода, битум, както и Si, Al, Mg, Ca и др. Кристализира в шестоъгълна система. Структурата е наслоена. Добре оформените кристали са рядкост; изглеждат като шестоъгълни таблетки с добре развита базопинакоидна повърхност. Отбелязват се близнаци. Обикновено образува люспести, колоновидни, масивни, бъбрековидни, сферични, сферични и цилиндрични зонални агрегати.

Графитни свойства

Естествените графити се отличават с размера на кристалите и взаимното им подреждане в ясно кристални и криптокристални.

Използването на графит в различни промишлени сектори

Размерът на първия надвишава 1 микрон, вторият е по-малък от 1 микрон. В промишлеността едрокристалният (над 50 микрона), финокристален (по-малко от 50 микрона) и финокристален (под 10 микрона) графити се отличават с размера на кристалите. Пинакоидното разцепване е много перфектно. Линията е тъмно сива до черна. Мазна на допир, оцветява ръцете. Метален блясък. Анизотропен. Минералогична твърдост 1-2. Плътност 2250 кг / м3. Огнеупорен - не се топи при нормално налягане, температурата на сублимация е над 4000 К. Електрически проводим - електрическото съпротивление на кристалите е 0,42,10-4 Ohm / m, за фини прахове - 8-20,10-2 Ohm / m. Химически устойчив. Характерни са също нисък модул на еластичност, висок специфичен топлинен капацитет, добра устойчивост на термичен удар, устойчивост на корозия, висока модерираща способност на неутроните и малко напречно сечение на тяхното улавяне. По произход - метаморфни, магматични. Индустриалните натрупвания се свързват предимно с метаморфни находища. Магматичните отлагания са редки и са ограничени до алкални и ултраосновни скали. Материалният състав на рудите зависи от генезиса. Обикновено присъстват силикатни минерали (кварц, фелдшпат, слюда, глинести минерали). В мраморите карбонатите обикновено се свързват с графит. Нефелин, воластонит и каолинит могат да бъдат добивани като свързани минерали. Има три вида графитни руди: люспести, плътни кристални, криптокристални.

Графитно находище

Отлаганията на люспест графит са локализирани в гнайси, кварцити и мрамор. Образува се по време на метаморфизма на древни седиментни пластове. Формата на отлаганията е пластова и лещовидна, с еднаква дебелина и дължина. Графитните люспи образуват разпръснати дисеминации в скалата. Съдържанието на въглерод в рудата е средно 3-18%. В CCCP са известни находища на графит (например Тайгинское, Урал; Завалевское, Украинска ССР), Австрия, Чехословакия, Германия, Индия, Мадагаскар (област Фанандран), Бразилия, KHP, Канада.

Плътният кристален графит съставя вени и лещи в отлагания с хидротермално-пневмалитен произход или гнезда, лещи и дисеминация в отлагания с контактно-реакционни. Пневматолитно-хидротермалните отлагания са свързани с съвместими, по-рядко пресичащи се пегматит, кварц, фелдшпат и калцит. Контактно-реакционните отлагания са ограничени до контактните зони на богати на въглерод карбонатни и шистови скали с алкални и габроидни скали, по-рядко гранити. Рудите са съставени от фелдшпат, кварц, по-рядко слюди, карбонат; в скарновите зони са обогатени с гранат, воластонит, пироксен, скаполит, както и минерали от алкални и габроидни скали (нефелин, канкринит, содалит, сфен, апатит). Графитът (от груб до фино кристален) изгражда люспести и влакнести агрегати. Съдържанието в рудите е 15-40%, в някои находища 60-90%. Обикновено се добива под земята. Известните находища са Богала (Шри Ланка) и Ботоголское (CCCP).

Криптокристалният графит има несъвършена текстура и често съдържа примес от фино диспергирано въглеродно вещество. Образува мощни и разширени пластови отлагания, понякога превръщащи се във въглища. Съдържанието на въглерод е 80-90%. Основните скалообразуващи минерали са кварц, фелдшпат, серицит, хлорит и калцит. Графитът се образува при метаморфизма на въглища, въглеродни и битуминозни шисти в близост до интрузии. Находища се разработват по открит и подземен метод. Основните находища се намират в Мексико (щат Сонора), Саут Копи, Австрия (мина Кайзерсберг), CCCP (находище Ногинское).

Получаване на графит

Основният метод за обогатяване на криптокристалните руди е рудодобив, на плътни кристални и люспести руди - флотация. Качеството на концентратите подлежи на ограничения за съдържанието на пепел и разпределението на частиците по размер (графитните люспи се оценяват по размер). Криптокристалните руди се смилат. При флотацията на люспести и плътни кристални руди се използват колектори - керосин и други въглеводороди; пенообразуватели - борово масло, алкохол; регулатори - сода, алкали; депресанти - нишесте, реагенти на базата на декстрин. За да се подобри изборът, се подава течно стъкло. Флотацията е последвана от мокро класифициране, сушене, класификация на въздуха и хидрометалургични операции, включително изпичане на сода, варене на сгурия, излугване на сярна киселина, измиване, кипене в разтвор на сода, измиване, сушене и сухо магнитно разделяне за получаване на графит в немагнитна продукт. При довършване на люспест доменен графит се използва електрическо разделяне.

Запаси и употреба

Световни запаси от графит (1978 г., хиляди тона) в капиталистически и развиващи се държави: люспест - Южна Америка, 136; Европа, 3500; Африка, 5442; Азия, 900; плътни кристали - Азия, 2900; криптокристален - Северна Америка(без САЩ), 3084; Европа, 5623; Азия, 6168. За добива на графит виж чл. графитна индустрия.

Наред с естествения се използва изкуствен графит, който се получава чрез охлаждане на пренаситени с въглерод сплави, термично разлагане на газообразни въглеводороди, нагряване на антрацит, нефтен кокс, каменовъглен катран. Графитите се използват в металургията (тигли, леярски форми, незалепващи бои), в химическото машиностроене (материал за облицовки, тръби и др.), в производството на колектори за динамо, електроди, проводими прахове, смазки, антифрикционни продукти, в ядрени технология, в производството на моливи, бои, топлоизолационни материали. Като устойчиви на ерозия покрития за дюзи се използва изкуствен графит на бучки ракетни двигатели, горивни камери на носови конуси.

Основни свойства на естествения графит

Графит- Вещества със сив цвят с метален блясък, аморфна, кристална или влакнеста структура, мазни на допир, специфично тегло от 1,9 до 2,6. На външен вид графитът има метален оловно-сив цвят, вариращ от сребрист до черен, с характерен маслен блясък.
Поради това потребителите често наричат ​​явните кристални графити сребристи, а криптокристалните графити черни.

Графитът е мазен на допир и се замърсява много добре. На повърхности той лесно придава черти от сребрист до черен, лъскав. Графитът се отличава със способността си да прилепва към твърди повърхности, което прави възможно създаването на тънки филми при триене на повърхностите на твърди тела с него.

Графитът е алотропна форма на въглерод, която се характеризира със специфична кристална структура, която има особена структура.

В зависимост от структурната структура графитите се делят на:

• изрично кристален,
• криптокристален,
• графитоиди,
• високо диспергирани графитни материали, обикновено наричани въглища.
  От своя страна изрично кристалните графити се разделят според размера и структурата на кристалите на:
• плътен кристал (Боготолско графитно находище),
• люспест (тайгинско графитно находище).

В люспестия графит кристалите са под формата на плочи или листовки. Люспите им са мазни, пластмасови и имат метален блясък.

Най-важните свойства на графита

Електрически свойства

Електрическата проводимост на графита е 2,5 пъти по-голяма от тази на живака. При температура от 0 градуса.

Графит - описание на графита, свойства, добив, приложение, производство

електрическото съпротивление варира от 0,390 до 0,602 ома. Долната граница на съпротивление за всички видове графит е една и съща и е равна на 0,0075 ома.

Топлинни свойства

Графитът има висока топлопроводимост, която се равнява на 3,55W*deg/cm и се намира между паладий и платина.

Коефициентът на топлопроводимост е 0,041 (5 пъти повече от този на тухла). Тънките графитни нишки имат по-висока топлопроводимост от медните.
Точката на топене на графита е 3845-3890 С при налягане от 1 до 0,9 атм.
Точката на кипене достига 4200 С.
Температурата на запалване в кислородна струя е 700-730°C за явни кристални графити. Количеството топлина, получено при изгаряне на графит, варира от 7832 до 7856 kcal.

Магнитни свойства

Графитът се счита за диамагнитен.

Разтворимост на графит

Химически инертен и не се разтваря в никакви разтворители, освен в разтопени метали, особено тези с висока точкатопене. При разтварянето се получават карбиди, чиито най-важни свойства са волфрамови, титанови, железни, калциеви и борни карбиди.
При обикновени температури графитът е много трудно да се комбинира с други вещества, но при високи температури дава химични съединения с много елементи.

Еластичност на графита

Графитът не е еластичен, но въпреки това може да се реже и огъва. Графитната тел лесно се огъва и усуква в спирала, а при навиване дава удължение от около 10%. Якостта на опън на такъв проводник е 2 kg / mm2, а модулът на огъване е 836 kg / mm2.

Оптични свойства

Коефициентът на поглъщане на светлината на графита е постоянен за целия спектър и не зависи от радиационната температура на тялото; за тънки графитни нишки е 0,77, с увеличаване на графитните кристали, поглъщането на светлина вече е в диапазона от 0,52-0,55.

Съдържанието на мазнини и пластичността на графита са най-важните свойства, които позволяват широкото му използване в промишлеността. Колкото по-високо е съдържанието на мазнини в графита, толкова по-нисък е коефициентът на триене. Съдържанието на мазнини в графита определя използването му като лубрикант, както и способността му да прилепва към твърди повърхности.

Благодарение на тези свойства е възможно да се създават тънки филми, когато графитът се втрива върху повърхността на твърдите вещества.

Нисък коефициент термично разширениеграфитът и свързаната с него висока устойчивост на температурни напрежения е решаващ фактор за използването му като важен и незаменим спомагателен материал в металообработващата, желязолеярната и стоманодобивната промишленост, т.е. навсякъде, където работните повърхности трябва да бъдат защитени от пряко излагане на разтопен метал. Важно предимство при тази употреба е и неговата неомокряемост, напълно редуцирани метали и неутрални шлаки, здравина при високи температури. Използването на графит за леене на части подобрява качеството на отливките, намалява количеството брак и предотвратява образуването на изгаряне, което изисква големи усилия и разходи за отстраняване.

Необработените форми и сърцевини са покрити със слой сух графитен прах. Чистият графит има нисък коефициент на абсорбция на неутрони и най-висок коефициент на задържане, което го прави незаменим в ядрени реактори... Развитието на черно и цветно е немислимо без графитни електроди, химическа индустрия.

Графитът е отличен материал за облицовка на електролитни клетки за производство на алуминий. Въглеродсъдържащи материали се използват за изграждане на електрически пещи и други отоплителни тела.

Тигелите и лодките са направени от графит за производството на свръхтвърди сплави.
В химическата промишленост графитните материали са незаменими за производството на топлообменници, работещи в корозивна среда.

А също и за производство на нагреватели, кондензатори, изпарители, хладилници, скрубери, дестилационни колони, дюзи, дюзи, кранове, части за помпи, филтри.
Домашната индустрия произвежда голям асортимент от графитни електрически четки за различни електрически машини, електрически осветителни въглища за проектори и за демонстрация и заснемане на филми, елементарно - галванични батерии, заваряване и спектрален анализ, продукти за вакуумна и комуникационна техника.

В машиностроенето графитът се използва като антифрикционен материал за лагери, фрикционни пръстени, крайни и бутални уплътнения и опорни лагери.

Минерали и скали/ Описание на минерала Графит

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

Свойствата са посочени в посока, успоредна и перпендикулярна на голямата ос на графитните кристали.

Топлопроводимостта на графита е посочена за следните видове: кристален, естествен, пресован изкуствен. Таблицата показва, че топлопроводимостта на графита намалява с повишаване на температурата му.

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

Предвид следното физични свойства на графитаразлична плътност:

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

Свойства на въглерода (графита) в зависимост от температурата

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

Следното въглеродни свойства(графит):

• коефициент на термично линейно разширение (KTlR), 1 / град;
• 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 посочена за посоката на топлинния поток по главната ос на кристалите и в размери.

По таблицата се вижда това топлопроводимост на графитанараства значително с увеличаване на плътността. Плътността на графита в таблицата е дадена в размери 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 на, така и напречно на главната ос на кристалите, също е посочено съотношението на топлопроводимост в тези посоки (то е постоянно и е равно на приблизително 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 стойностите на топлопроводимостта на реакторния графит с плътност 1700 kg / m 3 в зависимост от температурата.
Топлопроводимостта се посочва по посока на топлинния поток, както успоредно, така и перпендикулярно на пресоването на графитните пръти.
Стойностите на топлопроводимостта на реакторния графит са дадени в температурния диапазон от 100 до 1700 К.

Топлопроводимост на натрошен графит

Таблицата дава топлопроводимостта на натрошения 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 топлинно разширение (CTE) на въглерод (графит) спрямо температура

Таблицата показва стойностите на коефициента на линейно термично разширение (CTE) на въглерод (графит) в зависимост от температурата.
CTE в таблицата е даден за различни марки графит: пиролитичен графит, графит на основата на нефтен кокс, на базата на графит.
Коефициентът на линейно топлинно разширение на графита е даден в температурния диапазон от 100 до 700 ° C в размер 1 / град.

Топлинен капацитет на въглерода в зависимост от температурата

Таблицата показва стойностите на топлинния капацитет на въглерода в зависимост от температурата. Специфичният топлинен капацитет на въглерода (графита) е посочен в температурния диапазон от 200 до 2000 K.

Топлинен капацитет на въглеродав таблицата е дадена масата и е изразена в kJ / (kg · deg). Според данните в таблицата се вижда, че топлинният капацитет на въглерода се увеличава с температурата.

Топлинен капацитет 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 (графита) е посочен в температурния диапазон от -260 до 17 ° C.

Атомна топлинна мощност на въглеродаизразено в J / (mol · deg). Специфичният топлинен капацитет на въглерода (маса - на 1 kg маса) се изразява в kJ / (kg · deg).

Стойностите в таблицата ясно показват, че атомните и специфична топлинавъглеродът (графит) с повишаване на температурата растат при много ниски отрицателни температури.

Източници:
1. Agroskin A.A., Gleybman V.B. термофизика твърдо гориво... М., Недра, 1980 - 256 с.
2.
3. .
4. Индустриални фурни. Справочно ръководство за изчисления и проектиране. 2-ро издание, допълнено и преработено, Казанцев Е.И. М., "Металургия", 1975. - 368 с.

Ако се интересувате от въпроса какво е графит, трябва да знаете, че това е минерал, който е представител на класа самородни елементи. Това е въглеродна модификация. Структурата е наслоена. Подреждане на слоя в кристална решеткаразлични, това ви позволява да образувате политипове.

Въпреки че графитът е познат от дълго време, определена информация за историята на неговото използване не може да бъде получена поради приликите с други материали като молибденита. Материалът е електропроводим. В сравнение с диаманта, той има ниска твърдост и мекота. След излагане на впечатляващи температури той става по-твърд, но става крехък.

Основни свойства

Какво е графит? Ако сте задали и този въпрос, тогава трябва да знаете за някои от физическите свойства. Например, плътността може да достигне 2,23 g / cm³. Що се отнася до цвета, той е тъмно сив с метален блясък. Структурата е нетопима, устойчива е на нагряване при липса на въздух.

Веществото е хлъзгаво и мазно на допир. Естественият графит съдържа 12% глинени примеси и железни оксиди. В процеса на триене възниква лющене, това свойство се използва за производството на моливи. Какво е графит, не можете да разберете, ако не се запознаете с основните характеристики на вида топлопроводимост. Достига 354,1 W / (m * K) и минимална стойносте равно на 100. Конкретната цифра зависи от марката, температурата и посоката по отношение на референтните равнини.

Електрическата проводимост е анизотропна. Коефициентът на топлинно разширение може да бъде до 700 K. Топлинният капацитет варира от 300 до 3000 K. Графитът се запалва при 3500 ° C, превръщайки се в газообразно състояние, заобикаляйки течната фаза. Но ако в същото време, когато температурата се повиши, налягането се увеличи до 1000 атмосфери, можете да получите разтопен материал.

Кристална клетка

Кристалната решетка на графита се състои от въглеродни атоми. Има слоеста структура, а стъпката между слоевете е 0,335 nm. Атомите са свързани с три други въглеродни атома.

Решетката може да бъде от два вида:

• шестоъгълна;
• ромбоедъричен.

Във всеки слой въглеродните атоми са срещу центровете на шестоъгълниците в съседни слоеве. Позицията им се повтаря след един. Всеки от тях е изместен хоризонтално с 0,1418 nm

Химични и механични свойства

Когато се чудите какво е графит, трябва да се запознаете с основните свойства. Материалът е химически инертен, не се разтваря в други вещества освен разтопени метали. Това се отнася за тези, които високо топене... При разреждане се образуват карбиди, най-важните от които са следните съединения:

• с бор;
• калций;
• желязо;
• титан;
• волфрам.

При обикновени температури е доста трудно да се комбинира графит с други вещества, но когато е изложен на впечатляващи температури, химично съединениес много елементи. Имайки предвид свойствата на графита, вие също ще подчертаете за себе си, че материалът няма еластичност. Но може да се реже и огъва. Телът от него лесно се усуква и огъва в спирала, а при валцуване позволява да се постигне 10 процента удължение.

При тестване на тел за якост на опън, този параметър е 2 kg / mm 2, докато модулът на огъване е еквивалентен на 836 kg / mm 2. Някои от важни свойстваса пластичност и съдържание на мазнини, което позволи на материала да се използва широко в индустрията. С увеличаване на съдържанието на мазнини коефициентът на триене намалява. От това зависи възможността да се използва като лубрикант. Днес се използва и способността на графита да прилепва към твърди повърхности.

Оптични свойства

Сред свойствата на графита трябва да се подчертаят и оптични. Коефициентът на поглъщане на светлина остава постоянен в целия спектър. Не се влияе от радиационната температура на тялото. Ако разгледаме тънки графитни нишки, тогава коефициентът на поглъщане на светлината ще бъде 0,77. Този параметър намалява до 0,55 с увеличаване на графитните кристали.

Когато разглеждате чист материал, ще забележите, че той има незначителен коефициент на абсорбция на неутрони и най-висок коефициент на задържане. Благодарение на това стана възможно да се използва в ядрени реактори. Без графитни електроди развитието на цветната и черната химическа промишленост би било невъзможно.

Областта на приложение на графита е и облицовката на електролизери за производство на алуминий. За изграждането на електрически пещи и други отоплителни тела се използват материали с високо съдържание на въглерод. Графитът е в основата на тигелите и лодките за свръхтвърди сплави.

Основни видове

Формулата на графита е следната: C. Моларната му маса е 12 g / mol. Същността е проста. Това е минерал, неметал, това е алотропна модификация на въглерода. Сред основните видове трябва да се подчертаят:

• тигел;
• леене;
• презареждащ се;
• елементарен;
• за производство на пръти;
• електрически въглища;
• за производство на смазочни материали.

Първият се използва за огнеупорни продукти, характеризира се с висока топлопроводимост и устойчивост на температурни крайности. Използването на леене на кристален графит осигурява използването на материала при леене на части. Има нисък коефициент на разширение и е здрав при високи температури.

Разнообразието от батерии се използва като добавка, а също и при производството на електроди. Сред основните характеристики са подобрените химични и технически свойства. При производството на пръти се използва фино диспергиран графит, който не съдържа железни примеси. За производството на галванични елементи се използва елементарен сорт, който се отличава с висока електрическа и топлопроводимост. Графитно сивото се използва и за направата на електропроводим каучук.

Изкуствен графит

Знаете формулата на графита, но това не е всичко, което трябва да знаете, ако изучавате това вещество. Например днес се произвежда изкуствен графит, който може да бъде фино-зърнест, структурен, леярски или антифрикционен. Областта на използване е достатъчно широка.

Материалът се използва в производството на електрически инсталации и машини, огнеупорни материали, в производството и в минната индустрия. Изкуственият графит се използва за направата на бои, както и презареждащи се батериии покрития. Незаменимо вещество в тясно фокусирани области като ядрената индустрия.

Накрая

V последните временаинтересът към описания минерал се е увеличил. На базата на неговите влакна се произвеждат материали като въглеродни влакна, сорбенти от въглеродни влакна, композитни материали на базата на въглеродни влакна, както и материали от въглеродни влакна. Специално вниманиеплатени за въглеродни влакна, които се използват в химическата промишленост, както и в машиностроенето.

Структурата е наслоена. Добре оформените кристали са рядкост; изглеждат като шестоъгълни таблетки с добре развита базопинакоидна повърхност. Отбелязват се близнаци. Обикновено образува люспести, колоновидни, масивни, бъбрековидни, сферични, сферични и цилиндрични зонални агрегати.

Плътнокристалният графит съставя вени и лещи в отлагания с хидротермално-пневмалитен произход или гнезда и разпространение в отлагания с контактна реакция. Пневматолитът е свързан със съгласни, по-рядко пресичащи се пегматит, кварц, фелдшпат и калцит. Контактно-реакционните отлагания са ограничени до контактните зони на богати на въглерод карбонатни и шистови скали с алкални и габроидни скали, по-рядко. съставен от фелдшпат, кварц, по-рядко слюди, карбонат; в зоните на скарн те са обогатени с гранат, както и с минерали и габроидни скали (нефелин, канкринит, содалит, сфен, апатит). Графитът (от груб до фино кристален) изгражда люспести и влакнести агрегати. Съдържанието в рудите е 15-40%, в някои находища 60-90%. Обикновено се добива под земята. Известните находища са Богала (Шри Ланка) и Ботоголское (CCCP).

Криптокристалният графит има несъвършена текстура и често съдържа примес от фино диспергирано въглеродно вещество. Образува мощни и разширени пластови отлагания, понякога превръщащи се във въглища. Съдържанието на въглерод е 80-90%. Основните скалообразуващи минерали са кварц, фелдшпат, серицит, хлорит и калцит. Графитът се образува по време на метаморфизма на въглища, въглища и битуминозни шисти в близост. Находища се разработват по открит и подземен метод. Основните находища се намират в Мексико (щат Сонора), Саут Копи, Австрия (мина Кайзерсберг), CCCP (находище Ногинское).

Получаване на графит

Наред с естествения се използва изкуствен графит, който се получава чрез охлаждане на пренаситени сплави, термично разлагане на газообразни въглеводороди, нагряване, нефтен кокс, каменовъглен катран. Графитите се използват в металургията (тигли, леярски форми, незалепващи бои), в химическото машиностроене (материал за облицовки, тръби и др.), в производството на колектори за динамо, електроди, проводими прахове, смазки, антифрикционни продукти, в ядрени технология, в производството на моливи, бои, топлоизолационни материали. Изкуственият графит на бучки се използва като устойчиви на ерозия покрития за дюзи на ракетни двигатели и горивни камери с носов конус.