Графит: состав, свойства, структура

Графит ― природный минерал со слоистой структурой, состоит из атомов углерода, имеющих форму шестиугольника. Слои кристаллической решетки по конфигурации практически плоские и размещаются в различном пространственном положении.

Графит отличается повышенной прочностью, он стойкий к механическим и химическим воздействиям, имеет высокую теплопроводность. Благодаря своим характеристикам активно используется в промышленности. Первое задокументированное применение минерала относится к 4 тысячелетию до н.э., когда на территории современной Болгарии и Румынии была обнаружена глиняная посуда, раскрашенная графитом в черный цвет.

Структура и состав минерала

Графит относится к аллотропным модификациям углерода (как и алмаз), в нем атом связан с тремя другими такими же атомами. Различают альфа и бета графит, имеющих разную упаковку слоев.

В первом виде половина атомов слоя размещена над/под центром шестиугольной укладки, особенность второго ― каждый 4-й слой повторяет 1-й. β-графит, его еще называют ромбоэдрическим (в отличие от гексагонального α-графита), крайне нестабилен, он не встречается в чистом виде. При нагреве до 3300К ромбоэдрическая структура переходит в гексагональную.

Состав самородного графита имеет примеси. Обычно в минерале содержится зола, она может составлять от 10 до 20% всего объема. В состав входит 2% газа, а также вода и битум.

Свойства

Область применения графита во многом определяется его физическими свойствами. Описываем основные:

  • Хорошая электропроводимость.
  • Относительная мягкость, небольшая твердость.
  • Цвет серый, с металлическим оттенком.
  • Скользкий, по ощущениям жирный.
  • Температура плавления ― 3890⁰C.
  • Температура кипения ― 4200⁰C.

При трении графит расслаивается, такое свойство используют при заточке карандашей. Кроме того, отмечаем низкое проседание графита под нагрузкой, оно составляет менее 5%.

Химическая формула графита ― «C». Он может образовывать соединения со щелочными металлами, а также солями. При высокой температуре возможно сгорание элемента до углекислого газа. Графит не окисляется при взаимодействии с неокисляемыми кислотами.

Искусственный графит

В областях, где необходимо наличие материала с предсказуемыми характеристиками ― в химической промышленности, энергетики, металлургии ― используется искусственный графит. Его основные компоненты ― смесь из разных видов кокса, в основном нефтяного и антрацитового, и пек (остаток от перегонки дегтя и смолы).

При производстве искусственного графита смесь проходит нескольких этапов, на каждом используются определенные установки и агрегаты. Перечисляем этапы:

  • Отбор, просев и получение смеси из исходников.
  • Получение пресс-массы, прессовка выполняется по технологии экструзии или изостатики.
  • Обжиг при температуре до 1200⁰C и пропитка смолами или кремнесодержащими составами.

На последней стадии состав проходит процесс графитации, для этого он нагревается до температуры в 3000⁰C.

При прессовании по методу экструзии искусственный графит получается менее плотный и более пористый. Получаемые блоки чаще всего имеют цилиндрическую или прямоугольную форму. Заказать конструкционные материалы и фасонные детали из искусственного графита можно на предприятии «Донкарб Графит», которое имеет все необходимые лицензии и сертификаты для производства изделий, в том числе для атомной энергетики. Весь список продукции можно посмотреть на странице https://doncarb.com/catalog/

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен

Подписаться