Grafit bir mineraldir, karbonun kararlı bir kristal modifikasyonudur. Standart koşullarda orijinal özelliklerini korur. Malzeme refrakterdir, yeterince yoğundur ve yüksek elektrik iletkenliğine sahiptir. Hava erişimi olmayan antrasit ısıtılarak ortaya çıkıyor. Dökümhanelerde, çelik üretiminde ve hadde üretiminde yağlama için kullanılır. Fakat bu alanlar tüm kullanım alanlarını kapsamamaktadır.
Temel Özellikler
Grafit yoğunluğu nedir sorusuyla ilgileniyorsanız bu parametrenin 2230 kg/m3 olduğunu bilmelisiniz. Karbonun başka bir allotropik formu elmastır, bu yüzden grafit bazen onunla karşılaştırılır. İkincisi elektriksel olarak iletken özelliklere sahiptir ve bir yarı metal görevi görür. Bu özellik elektrot üretim sürecine girmiştir.
Bu mineralle ilgileniyorsanız bilmeniz gereken tek şey grafitin yoğunluğu değildir. Dikkate alınması gereken başka özellikler de var. Örneğin, karbonun bu kristalin modifikasyonu erimez, ancak3500 °C sıcaklığa maruz kaldığında tutuşur. Malzeme sıvı fazdan geçerek gaz haline geçer.
Ancak, koşullar sıcaklığın yanı sıra 90 MPa'ya kadar basınçta bir artış sağlıyorsa, erime sağlanabilir. Bu keşif, elmasın özelliklerini incelerken, onu sentezlemeye çalışırken yapıldı. Ancak bu malzemeyi erimiş grafitten elde etmek mümkün değildi.
Kristal kafes
Grafitin kristal kafesi, karbon atomlarının varlığını sağlar. Katmanlı bir yapıya sahiptir. Tek tek katmanlar arasındaki mesafe 0,335 nm'ye ulaşabilir. Kafeste, karbon atomları diğer üç karbon atomuyla bağlanır.
Kafes altıgen ve eşkenar dörtgen olabilir. Her katmanda, karbon atomları altıgenlerin orta kısımlarının karşısında yer alır. İkincisi bitişik katmanlardadır, ardından katmanların konumu tekrarlanır, bu birinden sonra olur.
Yapay grafit üretimi
Grafit ve özellikleri bu mineralle ilgileniyorsanız bilmeniz gereken tek şey değil. Yapay bir çeşidin üretimi hakkında soru sormak da önemlidir. Sentezin belirli parametrelere sahip bir madde üretmesi bakımından doğal bir malzemeden farklıdır.
Petrol kok atıkları ve kömür kumu üretimde kullanılmaktadır. İnce taneli elementlerden oluşan bir karışım fırınlanır ve ardından yaklaşık 5 hafta soğutulur. Sıcaklığın ilk aşamadaki etkisine,1200 °C'ye kadar.
Grafitin teorik yoğunluğunu arttırmak için iş parçaları kumla emprenye edilir. Son aşamada, grafitleştirme gerçekleşir, malzemenin sıcaklığın 3000 °C'ye ulaştığı özel bir fırında ısıl işlemi yapılır. Bu durumda kristal bir kafes oluşturmak mümkündür.
Bu grafit, yüksek termal iletkenliğe ve mükemmel elektrik iletkenliğine sahiptir. Özelliklerin anizotropisi, ekstrüzyonla elde edilen bir mineralin doğasında vardır. Günümüzde izostatik presleme adı verilen daha yeni bir teknoloji kullanılmaktadır. Bu, düşük sürtünme katsayısına sahip bir malzeme üretmeyi mümkün kılar. İzotropik özelliklere sahiptir.
Ekstrüzyon işlemi sırasında elde edilen grafitin yoğunluğu (g/cm3) 2,23'e ulaşır. İzostatik yeniden kristalize edilmiş çeşit için aynı gösterge, markaya bağlı olarak 5 g/cm3'e ulaşabilir 3. Bu tür malzeme, uzunluk ve çapları sırasıyla 1000 ve 500 mm olan büyük boyutlu boşlukların imalatının yanı sıra, sürtünme önleyici özelliklere sahip döküm parçaları ve kalıpların üretimi için kullanılır.
Ana Markalar
Günümüzde farklı tane boyutları ile sentez imkanı kullanılmaktadır. Sonuç olarak, grafit şu şekilde sınıflandırılabilir:
- kaba;
- orta;
- ince taneli;
- ince taneli.
Birincisinin elemanları 3.000 mikron çapa ulaşır. Orta taneli bir çeşitten bahsediyorsak, tane büyüklüğü 500'dür.um. 50 mikrona kadar tane boyutuna sahip ince taneli grafit sınıfı MPG ayırt edilir. Ayrıca partikülleri 30 ila 150 mikron arasında değişen MIG-1 markasının ince taneli izotropik minerali de vardır. İnce taneli grafit ve izostatik grafit boyutu 30 mikrona kadar olan tanelere sahiptir, minimum çapları 1 mikrondur.
Yapay grafit kullanma
Grafitin yoğunluğunu zaten biliyorsun. Bununla birlikte, yapay çeşitliliğin kullanım alanını incelemek de önemlidir. Tüm sektörlerde uygulanmaktadır. Elektrotlar kaba taneli yapılır. İnce taneli yapı, karmaşık bir şekle sahip şekillendirilmiş ürünlerin üretimine gider.
Yapay bir mineralin kullanılması, parça üretiminde yüksek hassasiyet elde etmeyi mümkün kıldı. Bugün, bu yüzyılın standartlarını tam olarak karşılayan ekipmanlar üretiliyor.
Yoğunluk ve termal genleşme hakkında ek bilgiler
Katkı maddesine bağlı olarak, en yüksek grafit yoğunluğu 5g/cm3 olabilir. Minimum değer 2'dir. Yeniden kristalize grafitin doğasında vardır. Tek kristaller yüksek anizotropiye sahiptir, bu kristal kafesin yapısından kaynaklanmaktadır. Bazal düzlemlerde, termal genleşme 427 °C'ye kadar negatiftir. Bu, mineralin küçüldüğünü gösteriyor.
Sıcaklık arttıkça mutlak değeri azalır. Yukarıdaki sıcaklık seviyesinde, termal genleşme pozitiftir. Obazal düzlemlere dik olarak yönlendirilir. Genleşmenin sıcaklık katsayısı, sıcaklıktan neredeyse bağımsızdır ve taban düzlemleri için ortalama mutlak katsayı ile karşılaştırıldığında değeri 20 kattan fazla aşar.
Dayanıklılık hakkında bilmeniz gereken başka ne var
Grafitin gücü ve yoğunluğu artan sıcaklıkla değişir. Çoğu yapay grafit için, artan sıcaklıkla çekme mukavemeti 2,5 kat artar. Maksimum değer 2800 °C'ye ulaşır.
Sıcaklık 2.200 °C'ye ulaştığında basınç dayanımı 1,6 kat artar. Sıcaklık 1.600 °C'ye ulaştığında kesme ve elastikiyet modülü 1,6 kat artar.
Sonuç olarak
Şekil, grafit çeşitlerini tanımlar ve bunlar: katmanlı, pul pul ve küresel olabilir. Pul ayrıca karbon tavlama olarak da adlandırılır. Grafit ayrıca dövülebilir, gri sfero ve sıkıştırılmış grafit dökme demirin mikroyapısal bileşenidir. Bu durumda karbondan oluşur ve dökme demirin spesifik özelliklerini belirler.
Bu malzeme yaklaşık 4.000 yıl önce yazıtlar ve çizimler oluşturmak için kullanıldı. Adı "yazmak" kelimesinden gelir. Tortular, bitüm ve taş kömürü birikintilerinin yüksek sıcaklıklara maruz kaldığı yerlerde bulunur.
