Что такое графит? - определение, типы и использование

Типы графита <сильный>

Различные типы графита: 

1. Натуральный графит

Природный графит представляет собой минеральную форму графитового углерода. Он значительно различается по степени кристалличности. Большая часть товарного графита добывается в шахтах и ​​обычно содержит другие полезные ископаемые. После добычи графита обычно требуется значительная переработка минералов, например пенная флотация, для концентрирования графита.

Природный графит является отличным проводником тепла и электричества, стабилен в широком диапазоне температур и представляет собой высокопрочный материал с высокой температурой плавления 3650°C. футеровки, литейной облицовки и смазочных материалов.

Природный графит доступен в трех формах, каждая из которых производится из графитового материала природного происхождения. Каждая из трех форм обладает уникальными свойствами, которые делают их подходящими для определенных приложений.

1.1 Кристаллический графит

Говорят, что кристаллический прожилковый или кусковой графит считается самой редкой, самой ценной и самой качественной формой природного графита. Он образуется путем прямого осаждения твердого графитового углерода из подземных высокотемпературных жидкостей, таких как сырая нефть, и превращается в графит под действием времени, температуры и давления.

Шри-Ланка является единственной юрисдикцией, в настоящее время производящей жильный кристаллический графит. Кристаллический венозный графит легко формуется, и ему можно придать твердую форму без помощи связующей добавки, что приводит к значительной экономии средств по сравнению с сырьем более низкого качества.

Трещины кристаллического виноградного графита обычно имеют толщину от 1 см до 1 мкм и обычно имеют чистоту более 90% Cg. Имеет чистоту углерода 95-99% без рафинирования. Он подходит для многих применений в качестве чешуйчатого графита и обеспечивает явное конкурентное преимущество с точки зрения рыночных цен и областей применения, таких как смазочные материалы, аккумуляторы, шлифовальные круги и порошковая металлургия.

1.2 Аморфный графит

Аморфный графит обычно образуется в результате контактного метаморфоза между антрацитовым угольным пластом и метаморфическим агентом. В результате получается микрокристаллический графит, широко известный как аморфный графит. Аморфный графит является наиболее ограниченным графитом среди природного графита. Содержание графита варьируется от 25% до 85% в зависимости от геологической среды.

Он был обнаружен в виде очень мелких кристаллоподобных частиц в пластах мезоморфных пород, таких как уголь, сланец и сланец. Сравнительно низкая чистота углерода колеблется между 70 и 85% углерода после рафинирования. Его не видно, если не смотреть под увеличением.

Он используется для низкокачественных продуктов из графита, таких как карандаши, смазочные материалы, огнеупоры, производство красок, металлургия, покрытия, тормозные колодки и резиновые добавки. Это самая дешевая форма графита. Крупные месторождения аморфного графита находятся в Китае, Мексике и США.

1.3 Чешуйчатый графит

Природный чешуйчатый графит образуется, когда углеродный материал подвергается воздействию высокого давления и температуры. Материал источника углерода может быть как органическим, так и неорганическим, хотя наиболее коммерчески доступный чешуйчатый графит получают из органических отложений. Требуемое давление обычно превышает 1 гигапаскаль, а требуемая температура обычно превышает 750 градусов Цельсия.

Чешуйчатый графит встречается в метаморфических породах, равномерно распределенных по рудному телу или в концентрированных линзовидных гнездах. Диапазон концентраций углерода варьируется от 5% до 40%. Чешуйчатый графит можно найти в виде пластинчатой ​​или чешуйчатой ​​формы в некоторых метаморфических породах, таких как известняк, гнейс и сланцы.

Пенная флотация применяется для извлечения чешуйчатого графита. «Плавающий» графит имеет содержание графита 80%-90%. Более 98% слоя было изготовлено с использованием процессов химической подготовки графита. Чешуйчатый графит можно найти во многих местах по всему миру.

2. Синтетический графит

Синтетический графит можно получить из кокса и пека. Хотя этот графит не такой кристаллический, как природный графит. Возможен высокоупорядоченный пиролитический графит или высокоориентированный пиролитический графит (ВОПГ) относится к графиту с угловым разбросом между графитовыми листами менее 1°.

Есть в основном два типа синтетического графита. Одним из них является электрографит, чистый углерод, полученный из каменноугольного пека, и прокаленный нефтяной кокс в электрической печи. Второй — синтетический графит, получаемый при нагревании прокаленного нефтяного пека до 2800 °C.

В основном синтетический графит имеет более высокое электрическое сопротивление и пористость, а также более низкую плотность. Его повышенная пористость делает его непригодным для применения в огнеупорах.

Синтетический графит содержит в основном графитовый углерод, полученный путем графитизации, термической обработки неграфитового углерода или химического осаждения из паровой фазы углеводородов при температурах выше 2100 К.

Применение синтетического графита в аэрокосмической промышленности, угольных щетках, графитовых электродах, батареях и стержнях замедлителя на атомных электростанциях. Высокий уровень пористости синтетического графита делает его непригодным для огнеупорных применений.

Использование графита

Графит использовался с древних времен. Он имеет широкий спектр применения и в современном мире.

Давайте рассмотрим некоторые распространенные варианты использования графита ниже:

• Материалы для письма
• Смазки
• Огнеупорный
• Ядерные реакторы
• Батарейки
• Графеновые листы

1. Материалы для письма

Слово «графит» с греческого языка переводится как «писать». Таким образом, графит чаще всего используется для изготовления грифеля карандашей. Этот свинец представляет собой смесь глины и графита в аморфной форме.

2. Смазки/Репелленты

Графит является одним из основных ингредиентов смазочных материалов, таких как консистентная смазка и т. д. Этот минерал вступает в реакцию с атмосферным водяным паром и создает тонкую пленку или слой на нанесенной поверхности, уменьшая тем самым трение. Графит также используется в автомобильных тормозах и сцеплениях.

Порошкообразная форма кускового графита также используется в красках. Почему? Ну, графит по своей природе водоотталкивающий. Таким образом, он создает защитное покрытие на дереве и других поверхностях.

3. Огнеупоры

Благодаря высокой термостойкости и неизменности графит является широко используемым огнеупорным материалом. Он находит применение в обрабатывающей промышленности и помогает в производстве стекла и стали, а также в обработке железа.

4. Ядерные реакторы

Графит может поглощать быстро движущиеся нейтроны. В результате он используется в реакторах для стабилизации ядерных реакций.

Связано: Что такое ядерный реактор?

5. Электротехническая промышленность

Кристаллический чешуйчатый графит используется в производстве угольных электродов, щеток и пластин, необходимых в сухих батареях и электротехнической промышленности. Интересно, что природный графит также перерабатывается в синтетический графит. Этот тип графита используется в литий-ионных батареях.

6. Графеновые листы

Графит можно использовать для изготовления листов графена. Говорят, что эти листы в 100 раз прочнее и в 10 раз легче стали. Эта производная графита в дальнейшем используется для изготовления легкого и прочного спортивного инвентаря. Многие рассматривают будущие приложения в области медицины и аэрокосмической промышленности.

Читать также

• Какова структура графита?
• Каковы основные свойства графита?
• Каково использование графита?
• Чугун | Типы, свойства, применение, преимущества и недостатки
• Что такое хром? Свойства, использование и влияние на организм человека.

Ссылка:

Графитовые материалы:usgs.gov

Часто задаваемые вопросы.

Что такое графит?

Графит, архаично называемый плюмбаго, представляет собой мягкую кристаллическую форму углерода с атомами, расположенными в гексагональной структуре. Графит представляет собой встречающуюся в природе форму кристаллического углерода. Это самородный минерал, обнаруженный в метаморфических и магматических породах. Графит — минерал крайностей.

Какие бывают типы графита?

Природный графит. Эти три формы представляют собой аморфный графит, чешуйчатый графит и графит с кристаллическими прожилками, и каждая из них обладает уникальными свойствами, которые делают их подходящими для определенных областей применения.

Кто открыл графит?

Впервые графит был случайно синтезирован Эдвардом Г. Ачесоном, когда он проводил высокотемпературные эксперименты с карборундом. Он обнаружил, что примерно при 4150 °C (7500 °F) кремний в карборунде испарялся, оставляя углерод в графитовой форме.

Для чего используется графит?

Графит также используется в карандашах, производстве стали и в электронике, такой как смартфоны. Возможно, его наиболее важным применением является литий-ионный аккумулятор, где графит является ключевым компонентом даже выше лития. На самом деле в литий-ионном аккумуляторе графита в 10–30 раз больше, чем лития.

Из чего сделан графит?

Графит состоит из чистого углерода. Атомы углерода способны образовывать связи, которые создают ряд различных структур. Алмаз и графит — две наиболее известные формы (аллотропы) углерода.

Что особенного в графите?

Он уникален тем, что обладает свойствами как металла, так и неметалла:гибок, но не эластичен, обладает высокой тепло- и электропроводностью, высокой тугоплавкостью и химически инертен. Графит имеет низкую адсорбцию рентгеновских лучей и нейтронов, что делает его особенно полезным материалом в ядерных приложениях.

Где встречается графит?

Графит чаще всего встречается в виде чешуек или кристаллических слоев в метаморфических породах, таких как мрамор, сланцы и гнейсы. Графит также можно найти в богатых органическими веществами сланцевых и угольных пластах. В этих случаях сам графит, вероятно, возник в результате метаморфоза мертвых растений и животных.

Полезен ли графит для кожи?

Графиты используются в гомеопатии для лечения людей с длительными кожными заболеваниями и кожистой, потрескавшейся кожей. Есть только неподтвержденные данные о том, что он может помочь при симптомах псориаза.

Используется ли графит в качестве смазки?

Графит уже много лет используется в качестве смазки [164]. Смазочный механизм графита считается механическим по своей природе и возникает в результате скольжения одной частицы графита по другой частице графита. Графит можно использовать в качестве сухой смазки или диспергировать в смазочном масле.

Как превратить уголь в графит?

В микроволновой печи внутри стеклянного флакона с угольным порошком генерируются искры. Используя медную фольгу, стеклянную тару и обычную бытовую микроволновую печь, исследователи Университета Вайоминга продемонстрировали, что пылевидный угольный порошок можно превратить в более ценный нанографит.

Графит прочнее стали?

Графен, материал, состоящий из одного слоя атомов углерода, рекламируется как самый прочный из известных материалов, в 200 раз прочнее стали, легче бумаги и обладающий исключительными механическими и электрическими свойствами.

Является ли графит веществом?

Графит является аллотропом углерода. Это мягкое, серовато-черное и непрозрачное вещество, состоящее из атомов углерода.

Что может расплавить графит?

Графит на самом деле не плавится при нормальном давлении. Подобно углекислому газу, он сразу переходит из твердого состояния в газообразное. Таким образом, графит не имеет точки плавления, пока вы не достигнете примерно 100 атмосфер.

Кто производит графит?

Несмотря на то, что Китай является ведущим производителем графита в мире, запасы графита в стране являются вторыми по величине в мире. Страна с самым большим объемом запасов графита в мире – Турция. В 2020 году у них было около 90 миллионов метрических тонн природных запасов графита.

Где находится самый чистый графит в мире?

Шри-Ланка. Добыча графита на Шри-Ланке началась после голландской оккупации страны. Это единственная страна в мире, которая производит самую чистую форму графита, жильный графит (также известный как кусковой графит), в коммерческих количествах, что в настоящее время составляет менее 1% мирового производства графита.

Блокирует ли графит излучение?

Графитовые пленки могут защищать электронные устройства от электромагнитного (ЭМ) излучения, но современные технологии их изготовления занимают несколько часов и требуют обработки при температуре около 3000 °C.

Каковы побочные эффекты графита?

Последствия чрезмерного воздействия Многократное вдыхание природного графита в течение нескольких лет может привести к рубцеванию легких с такими симптомами, как стеснение в груди, одышка, кашель, черная мокрота и боль.

Почему в карандаше используется графит?

Графит имеет слоистую структуру слоев, которые связаны силами Ван-дер-Ваальса. Графит легко очищается между слоями, поэтому он очень мягкий и скользкий. По этой причине он используется в карандашах и в качестве смазки в машинах, работающих при высоких температурах.

Почему графит — отличная смазка?

Атомы углерода прочно связаны друг с другом в пластинах. Поскольку связи между листами слабые, графит демонстрирует меньшую прочность на сдвиг под действием силы трения. Таким образом, его можно использовать в качестве твердой смазки, и он стал одним из традиционных и основных твердых смазочных материалов.

Почему графит можно использовать в качестве смазки, а алмаз нельзя?

Из-за своей мягкости и нелетучести графит используется в качестве смазки в быстро движущихся частях машин. Применяется для смазывания деталей машин, работающих при высоких температурах. Алмаз, с другой стороны, чрезвычайно твердое вещество; поэтому его нельзя использовать в качестве смазки.

Чем графит отличается от алмаза?

Графит и алмаз — два самых интересных минерала. Они идентичны химически — оба состоят из углерода (С), но физически они очень разные. … Графит очень мягкий и имеет твердость от 1 до 2 по этой шкале. Алмазы — самое твердое известное природное вещество, их твердость равна 10.