Grafit: dendësia, vetitë, veçoritë dhe llojet e aplikimit

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 10:40

Grafiti është një substancë që gjendet natyrshëm. Ky është një nga modifikimet e karbonit, i cili karakterizohet nga një rrjetë e caktuar kristali. Kjo përcakton vetitë që ka grafiti. Karboni gjendet në natyrë në dy forma kryesore. Këto janë grafiti dhe diamanti. Formula e tyre kimike është identike, por vetitë e tyre fizike janë rrënjësisht të ndryshme.

Është struktura e rrjetës kristalore që ndikon në këto karakteristika. Ka elektrone të lira që përcaktojnë vetitë fizike të materies. Grafiti, dendësia, llojet dhe shtrirja e të cilit janë interesante për shumë industri, vlen të merret në konsideratë më në detaje.

Veçoritë themelore

Grafiti është një substancë gri me një shkëlqim metalik. Ka një përçueshmëri të lartë termike (3,55 W/deg./cm). Për shkak të kësaj, grafiti përdoret në mënyrë aktive në industri të ndryshme. Kjo shifër është më e lartë se ajo e një tulle, e cila shpjegohet me praninë e elektroneve të lëvizshme në rrjetën kristalore. Ato gjithashtu kontribuojnë në përçueshmëri të mirë elektrike. Në të gjitha gjendjet e grumbullimit, kjo substancë karakterizohet nga rezistencë e ulët ndaj rrymës (nga 0,4 në 0,6 ohms).

Grafiti është një substancë inerte që nuk tretet nga përbërës kimikisht aktivë. Kjo është e mundur vetëm kur hyn në mjedisin e metalit të shkrirë me një pikë vlimi të lartë. Grafiti në kushte të tilla shkrihet plotësisht, duke formuar karbide.

Koeficienti i ulët i fërkimit dhe pika e lartë e shkrirjes rezultojnë në veti të mira mbyllëse. Dendësia e grafitit (kg/m3) është 2,23. Por në të njëjtën kohë, materiali përkulet dhe prehet mirë.

Struktura

Duke marrë parasysh dendësinë e grafitit, si dhe vetitë dhe llojet, është e nevojshme t'i kushtohet vëmendje strukturës së tij. Kjo është një substancë e shtresuar. Atomet e tij të karbonit rreshtohen në një rrjetë kristali në formë huall mj alti. Gjashtëkëndëshat në një shtresë përshtaten fort së bashku. Megjithatë, marrëdhënia ndërmjet çdo niveli është e dobët. Është kjo veçori që e bën të lehtë thyerjen e grafitit.

Në shkallën Mohs, fortësia e materialit është një. Për krahasim, ky tregues është 10 për diamantin dhe 5 për gresi prej porcelani. Në një temperaturë prej 1500 ° C, sipas shkencëtarëve, rrjeta kristalore e grafitit mund të shndërrohet në diamant.

Gjatë përpunimit industrial, struktura e materies ndryshon. Në të njëjtën kohë, klasa të ndryshme të grafitit kanë veti të ndryshme. Nëse materiali i nxjerrë nuk është përpunuar artificialisht, ai është një lloj lënde natyrale.

Grafit natyral

Grafiti, dendësia dhe vetitë e të cilit ndryshojnë dukshëm në varësi të markës së prodhuesit, gjendet në kushte natyrore në 2 variante kryesore. Lloji i parëquhet gjashtëkëndor. Ajo ka një rrjetë kristali në të cilën gjysma e atomeve në secilën shtresë janë sipër dhe nën qendrën e gjashtëkëndëshit.

Modifikimi i dytë është romboedral. Çdo shtresë e katërt përsërit të parën. Ky modifikim ndodh në natyrë vetëm në formën e papastërtive. Nëse kjo substancë nxehet në një temperaturë prej 2500-3300 K, atëherë rrjeta e saj kristalore do të kthehet në një gjashtëkëndore. Në kushte natyrore, materiali gjendet më shpesh në këtë formë.

Përbërja

Në natyrë, grafiti nuk gjendet kurrë në formën e tij të pastër. Ai përmban një sasi mjaft të madhe hiri (ndonjëherë deri në 20%). Ai përbëhet nga shumë komponime të ndryshme (FeO, MgO, CuO, CaO, etj.). Deri në 2% të masës në grafit natyror mund të zënë gazra. Mund të ketë gjithashtu bitum dhe ujë.

Densiteti i pluhurit të grafitit ndryshon në varësi të shpërndarjes, pranisë së poreve. Vlera e mësipërme mund të reduktohet në 2,09 kg/m3. Grafiti është i yndyrshëm në prekje. Nëse e merrni me duar, një shenjë karakteristike do të mbetet në gishtat tuaj. Prandaj, shufrat për një laps të thjeshtë krijohen nga një material i tillë. Ajo lë një shenjë të qartë në letër.

Grafit artificial

Për prodhimin, është shumë e rëndësishme të merret parasysh se cila është dendësia e grafitit. Fizika e bën të qartë se sa më e madhe të jetë dendësia e kësaj substance, aq më e madhe është përçueshmëria e saj termike. Grafiti artificial karakterizohet nga pastërtia e lartë (deri në 99%). Gjithashtu rrit shumë dendësinë e materialit.

Prodhimi i grafitit të rafinuar kryhet nga ndikimet termokimike dhe termomekanike. Për çdo degë të prodhimit, prodhohet një substancë me një grup të caktuar cilësish. Kjo bën të mundur plotësimin e nevojave të industrisë në grafit me karakteristika fizike të dhëna.

Etiketimi i substancave artificiale përfshin një ndarje të llojeve të materialeve sipas destinacionit. Ka shkritore, elektrokarbon, bateri, elementar, lubrifikues dhe grafit laps. Ekzistojnë gjithashtu nota të veçanta që përdoren në reaktorët bërthamorë.

Fusha e aplikimit

Gjatë prodhimit, disa veçori të grafitit vendosen. Përdorimi i kësaj substance varet tërësisht nga ata. Grafiti përdoret në metalurgji në prodhimin e kallëpeve refraktare ose llambave, kontejnerëve. Në procesin e derdhjes, pluhuri nga substanca e paraqitur përdoret si lubrifikant. Një nga komponentët e tullave zjarrduruese është edhe grafiti. I shtohet përzierjes në prodhimin e plastikës.

Ky material përdoret gjithashtu për prodhimin e kontakteve të pajisjeve elektrike. Kjo lehtësohet nga vetitë përçuese elektrike të substancës.

Lapsat grafit janë të njohur, ndoshta, për çdo person. Ky material përdoret edhe në prodhimin e disa llojeve të bojrave. Në këtë rast, përdoret grafiti i zi (dhe jo gri). Kjo bojë ka veti kundër korrozionit.

Diamante artificiale përftohen nga minerali natyror i paraqitur. Ato përdoren kurprodhimi i veglave prerëse të rënda. Në inxhinierinë mekanike, pluhuri i grafitit vepron si një material për kushinetat, si dhe unazat e pistonit dhe vulosjes. Si lubrifikant është i përshtatshëm për përpunimin e zinxhirëve të biçikletave, sustave të makinave, menteshave të dyerve.

Edhe shumë ilaçe përmbajnë grafit.

Aplikacione ushqimore

Substanca e paraqitur përdoret gjerësisht edhe në industrinë ushqimore. Për ta bërë këtë, gjatë prodhimit, ai i nënshtrohet përpunimit të caktuar. Dendësia e hekurit, alkoolit etilik, grafitit dhe sheqerit, për arsye të dukshme, është e ndryshme. Por materiali i paraqitur mund të përmbajë dhe të jetë pjesë e disa substancave. Ajo gjendet në parafina, estere, alkool dhe madje edhe sheqer.

Kjo mund të verifikohet me një eksperiment të thjeshtë. Së pari ju duhet të merrni një copë sheqer. Vendoset në një kapak të fortë dhe mbulohet me një kapak (mund të përdorni një gisht). Pastaj metali me të cilin mbulohet sheqeri nxehet fort. Me kalimin e kohës, tymi i ashpër do të dalë nga poshtë gishtit. Nëse i sillni një shkrepës, gazi do të digjet.

Kur tymi ndalon së lëshuari, mund ta hiqni gishtin e këmbës. Ka një masë të zezë në kapak. Ky është qymyr. Është karboni nga i cili përbëhet grafiti.

Të jesh në natyrë

Grafiti, dendësia e të cilit varet nga pastërtia e tij, gjendet në natyrë në sasi mjaft të mëdha. Rreth 600 mijë tonë të kësaj lënde minohen çdo vit në të gjithë botën. Me e madhjarezervat e saj janë të përqendruara në Meksikë, Republikën Çeke, Kinë, Ukrainë, Brazil, Rusi, Kanada dhe Korenë e Jugut.

Që nga kohërat e lashta, depozitat e grafitit zgjuan interesin e njerëzimit. Sot këto pasuri natyrore po zhvillohen për t'i siguruar industrisë materiale me cilësitë e nevojshme. Grafiti gjendet në granit, shkëmbinj gëlqerorë, mikë ose gneiss në formën e përfshirjeve fibroze ose kristalore. Minierat kryhen me metoda të hapura dhe nëntokësore.

Kosto e grafit

Grafit, dendësia dhe pastërtia e të cilit ndikojnë në vlerën e tij, tani shitet me çmime mjaft të arsyeshme. Kjo ndikohet nga madhësia e kristaleve të tij, si dhe nga përmbajtja e karbonit. Sa më i lartë të jetë, aq më i shtrenjtë është grafiti. Me një përmbajtje mjaft të lartë të karbonit, vetitë fizike të materialit rriten. Kjo është e vlefshme për industrinë në një shumëllojshmëri të gjerë industrish.

Sot kostoja mesatare e grafitit është rreth 45 rubla/kg. Nëse përpunohej artificialisht, kostoja rritet ndjeshëm. Gjithashtu, çmimi i një minerali natyror varet nga vendndodhja e depozitës.

Duke u njohur me vetitë dhe karakteristikat kryesore të grafitit, mund të konkludojmë se si kostoja ashtu edhe cilësitë teknike të materialit varen nga dendësia e tij. Prandaj, minerali i nxjerrë në natyrë i nënshtrohet përpunimit të mëvonshëm. Kjo rrit cilësitë e saj.