Графіт металу. Опис каменю графіт

(Карбід заліза; Fe 3 C метастабільна високовуглецева фаза)
Графітстабільна високовуглецева фаза

Білий чавун (тендітний, містить ледебурит і не містить графіт)
Сірий чавун ( графіту формі пластин)
Ковкий чавун (графіт у пластівцях)
Високоміцний чавун (графіт у формі сфероїдів)
Половинчастий чавун (містить і графіт, і льодяник)

Електрична провідність монокристалів графіту анізотропна, у напрямку, паралельному базисній площині, близька до металевої, в перпендикулярному – у сотні разів менша. Мінімальне значенняпровідності спостерігається в інтервалі 300-1300 К, причому положення мінімуму зміщується в область низьких температурдля досконалих кристалічних структур. Найвищу електричну провідністьмає рекристалізований графіт.

Застосування

Сувенірний графітовий блок.

Використання графіту засноване на низці його унікальних властивостей.

• для виготовлення плавильних тиглів, футерувальних плит - застосування засноване на високій температурній стійкості графіту (без кисню), на його хімічній стійкості до цілого ряду розплавлених металів

• електродів, нагрівальних елементів- завдяки високій електропровідності та хімічній стійкості до практично будь-яких агресивних водним розчинам(Набагато вище, ніж у шляхетних металів).

• Для отримання хімічно активних металівметодом електролізу розплавлених з'єднань. Зокрема, при отриманні алюмінію використовуються одразу дві властивості графіту:

1. Хороша електропровідність, і як наслідок – його придатність для виготовлення електрода
2. Газоподібність продукту реакції, що протікає на електроді - це вуглекислий газ. Газоподібність продукту означає, що він виходить із електролізера сам, і не вимагає спеціальних заходів щодо його видалення із зони реакції. Ця властивість значно полегшує технологію виробництва алюмінію.

• твердих мастильних матеріалів, у комбінованих рідких та пастоподібних мастилах.

• наповнювач пластмас

• сповільнювач нейтронів у ядерних реакторах

• компонент складу для виготовлення стрижнів для чорних графітових олівців (у суміші з каоліном)

• для отримання синтетичних алмазів

• для виготовлення контактних щіток та струмознімачів для різноманітних електричних машин, електротранспорту та мостових підйомних кранів з тролейним живленням, потужних реостатів, а також інших пристроїв, де потрібен надійний рухомий електричний контакт.

• як струмопровідний компонент високоомних струмопровідних клеїв

Література

• // Енциклопедичний словник Брокгауза та Ефрона: У 86 томах (82 т. і 4 дод.). - СПб. , 1890-1907.
• Klein, Cornelis та Cornelius S. Hurlbut, Jr. (1985) Manual of Mineralogy: after Dana 20 th ed. ISBN 0-471-80580-7

Примітки

Посилання

Графіт є речовиною, що зустрічається у природі. Це одна з модифікацій вуглецю, яка характеризується певною кристалічною решіткою. Це зумовлює властивості, які має графіт. У природі вуглець зустрічається у двох основних видах. Це графіт та алмаз. Їх хімічна формулаідентична, але Фізичні властивостірадикально відрізняються.

Саме будова кристалічних ґрат впливає на ці характеристики. У ній є вільні електрони, Які визначають фізичні властивості речовини Графіт, щільність, види та сфера застосування якого цікаві для безлічі виробництв, варто розглянути докладніше.

Основні властивості

Графіт являє собою сіру речовину з металевим блиском. Воно має високою теплопровідністю(3,55 Вт/град./см). Завдяки цьому графіт активно застосовують у різних сферахпромисловості. Цей показник вищий, ніж у цегли, що пояснюється наявністю рухомих електронів у кристалічній решітці. Вони також сприяють хорошій електропровідності. У всіх агрегатних станахця речовина характеризується низьким опором струму (від 0,4 до 0,6 Ом).

Графіт є інертною речовиною, яка не розчиняється хімічно активними компонентами. Це можливе лише при попаданні його в середовище розплавленого металу з високою точкою кипіння. Графіт у таких умовах повністю розплавляється, утворюючи карбіди.

Низький коефіцієнт тертя та висока точкаплавлення зумовлюють добрі герметизуючі якості. (Кг/м3) становить 2,23. Але при цьому матеріал добре згинається та ріжеться.

Структура

Розглядаючи, яка щільність у графіту, а також властивості та види, необхідно приділити увагу його структурі. Це шарувата речовина. Його атоми вуглецю вишиковуються в кристалічну решітку, схожу на стільники. Шестикутники в одному шарі щільно прилягають один до одного. Проте зв'язок між кожним рівнем слабкий. Саме ця особливість дозволяє легко зламати графіт.

Виробництво очищеного графіту здійснюється шляхом термохімічних та термомеханічних впливів. Для кожної галузі виробництва виготовляється речовина з певним наборомякостей. Це дозволяє задовольнити потреби промисловості у графіті із заданими фізичними характеристиками.

Маркування речовин, створених штучно, включає розбивку типів матеріалу по сфері призначення. Розрізняють ливарний, електровугільний, акумуляторний, елементний, мастильний та олівцевий графіт. Існують також спеціальні марки, які застосовуються в ядерних реакторах.

Сфера використання

При виробництві задаються певні характеристики графіту. Застосуванняцієї речовини повністю залежить від них. Графіт використовують у металургії для виготовлення тугоплавких форм або ковшів, ємностей. При ливарному процесі порошок з представленої речовини використовується як мастило. Однією зі складових вогнетривкої цегли є також графіт. Його додають у суміш при виготовленні пластмаси.

Для виготовлення контактів електроприладів також використовується цей матеріал. Цьому сприяють електропровідні властивості речовини.

Графітові олівці відомі, мабуть, кожній людині. Цей матеріал також застосовується під час виробництва деяких видів фарб. У цьому застосовується саме чорний (а чи не сірий) графіт. Така фарба має антикорозійні властивості.

З представленого природного мінералу отримують їх застосовують при виготовленні надміцних ріжучих інструментів. У машинобудуванні графітовий порошок виступає матеріалом для підшипників, а також поршневих та ущільнювальних кілець. У вигляді мастильного матеріалу він підходить для обробки велосипедних ланцюгів, автомобільних ресор, дверних петель.

Навіть у складі багатьох лікарських засобів можна зустріти графіт.

Застосування у харчовій промисловості

Представлена ​​речовина також широко застосовується в харчової промисловості. Для цього при виробництві воно піддається певній обробці. Щільність заліза, етилового спирту, графіту та цукру, зрозумілим причин, Різна. Але представлений матеріал може містити в собі, так і входити до складу деяких речовин. Він знаходиться у парафінах, ефірах, спирті і навіть у цукрі.

У цьому можна переконатись, якщо провести нескладний досвід. Спочатку потрібно взяти шматочок цукру. Його кладуть на тверду кришку і накривають ковпачком (можна наперстом). Потім метал, яким накритий цукор сильно нагрівають. З-під наперстка з часом виділятиметься їдкий дим. Якщо до нього піднести сірник, газ горітиме.

Коли дим перестане виділятись, можна зняти наперсток. На кришці залишається чорна маса. Це вугілля. Він є вуглець, з якого і складається графіт.

Знаходження у природі

Графіт, щільністьякого залежить від його чистоти, знаходиться в природі в досить великих кількостях. Щорічно у всьому світі видобувається близько 600 тис. т цієї речовини. Найбільші запаси його зосереджені у Мексиці, Чехії, Китаї, Україні, Бразилії, Росії, Канаді та Південній Кореї.

З давніх-давен родовища графіту викликали інтерес людства. Сьогодні ці природні ресурсирозробляють з метою забезпечення промисловості матеріалами з потрібними якостями. Графіт знаходять у гранітах, вапняних породах, слюді чи гнейсах у вигляді волокнистих чи кристалічних вкраплень. Видобуток виконується відкритим та підземним способами.

Вартість графіту

Графіт, щільністьта чистота якого впливають на його вартість, сьогодні реалізується за досить прийнятними цінами. На це впливає розмір кристалів, а також вміст вуглецю. Чим воно вище, тим дорожче коштує графіт. При достатньо великому змістівуглецю підвищуються Це цінно для промисловості різних галузей.

Сьогодні Середня вартістьграфіту становить близько 45 руб./кг. Якщо його обробляли штучно, вартість значно збільшується. Також ціна на природний мінералзалежить від розташування родовища.

Ознайомившись з основними властивостямиі характеристиками графіту, можна дійти невтішного висновку, що з його щільності залежить як вартість, і технічні якості матеріалу. Тому видобутий у природі мінерал підлягає подальшій обробці. Це підвищує його якість.

Світ каміння багатий, різноманітний. Багато пород відрізняються не тільки зовнішньою красою, А й унікальністю хімічного, фізичного складу. Кожен мінерал по-своєму цінний, використовується в різних галузях з давніх-давен зародження життя на землі. Одним з таких особливих каменів вважається графіт, модифікація вуглецю, що зовні нагадує звичайне вугілля. Побачивши камінь вперше, складається враження, що він схожий на звичайне чорне вугілля, зате дізнавшись про властивості, мінерал зараховують ближче до алмазу.

Вже в давнинупри перших знахідках каменю люди помітили його дивовижні властивості. Стали активно використовувати природний елемент у житті. Саме графіт став першим «дрібним» для нанесення наскельних написів, листа. Сьогодні мало що змінилося, цей самородок, як і раніше, цінний, широко використовується в багатьох сферах, відрізняється високим попитом, великими видобуваннями, порівняно низькими цінами.

Опис мінералу графіт

Природний матеріал відрізняється щільною структурою, але досить докласти легкого зусилля і камінь легко розколеться. М'якість природного елементадозволяє виконувати швидку обробку. Шарувата структура мінералу робить його відмінним від інших каменів. Атоми вуглецю представляють невеликі осередки-шестикутники, які формуються правильними рядами. Між собою ряди пов'язані погано, проте елементи рядів щільно прикріплені між собою. Саме ця будова пояснює легке розколювання природного каменю, навіть за найменших зусиль.

Чорний, щільний камінь видобувається з надр, відрізняється твердістю, здатністю залишати сліди на рівної поверхні. Саме тому мінерал і названо греками «графітом», від слова пишу – «графо». Інші народи називали породу чорним свинцем, скальником, сливовиком, кулистим залізом. Подібні назви були пов'язані з тим, у якому вигляді знаходили породу. Іноді, зовні мінерал нагадував краплі, що нависали, каміння, що має своєрідний темний відтінок, що відливає немов слива сріблястим блискучим відтінком сталі.

Алмаз та Графіт

Такий унікальний вид природного елемент властивий за рахунок того, що він формується не в чистому вигляді, А включає інші породи. Домішки, що входять у камінь різні, у ньому можна знайти навіть золото. Саме тому доводиться виконувати кілька етапів очищення, перш ніж буде одержано унікальний, чистий природний матеріал.

Дивно, але металурги знають, що розпечений чавун, при остиганні здатний виділяти велика кількістьштучного графіту, який мало поступається за властивостями природному побратиму. Тому сьогодні цілком реально отримати штучний замінник незамінного природного матеріалу.

Родовище та видобуток

Знайти графітові поклади можна у багатьох куточках планети. Загальне числоресурсів коливається близько 600 мільйонів тонн. Щорічно видобувається трохи вище за 600 тисяч тонн мінералу. Видобуток виробляється у Китаї, Чехії, Мексиці, Південній Кореї, Бразилії, Україні, Канаді, Росії, інших країнах.

Зародження природної копалини розташовується по сусідству з іншими породами. Нерідко поклади натурального графіту розташовуються поруч вапняними, гранітними породами, гнейсом, слюдою. Є волокнистими, кристалічними вкрапленнями.

Великі скупчення мінералу є непрозорі, земляні, сірі, лускаті маси, їх форма змінюється залежно від родовища. Звідси власне і відтінок каменю, який змінюється від сірого, сталевого до смолянистого чорного. Шматками мінерал видобувають підземними методами, відкритими методами ведеться видобуток графітової руди.

• ливарну;
• елементну;
• електрокутову;
• акумуляторну;
• олівцеву;
• мастильну форму графіту.

Крім того, особливо цінною вважається спеціальна марка, призначена виключно для ядерних реакторів. Виробництво засноване на загальні вимогидо продукції, що пред'являється відповідно до призначення.

Фізичні та хімічні властивості

Графіт відрізняється щільністю, діамагнітністю, гарною теплопровідністю, яка вища за цегляну в п'ять разів. Мінерал піддається плавленню при температурі 3845-3890 °С. Закипає при 4 200 °С, тепло, що виділяється при спалюванні, досягає межі 7 832 ккал.

Матеріал по відношенню до будь-якої рідини, газу, твердих речовин залишається інертним. У розплавлених металах, температура плавлення яких вища за сам камінь, повністю розчиняється. Допускається взаємодія коїться з іншими речовинами під час плавлення.

Щільність породи 2,23 г/см3 вона легко згинається, розрізається. Щільність за шкалою Моосу вбирається у число 1. Залишаючись еластичним, пластичним, жирним, графіт знайшов широке застосуванняу промисловості, використовується як мастильний компонент.

Порівняння властивостей графіту та алмазу

Незважаючи на те, що графіт та алмаз вважаються підвидами вуглецю, мінерали мають суттєву відмінність. Щільність графіту на відміну алмазу на 9 одиниць нижче, за шкалою Мооса. Основна відмінність у розташуванні атомної решітки. Атом вуглецю алмазу, що з'єднується з чотирма розташованими поруч. Однак, якщо графіт помістити в середу вище 1500 ° С, то його кристалічна решітка може плавно перейти за будовою схожою з алмазною. Саме тому іноді можна почути жартівливе висловлювання про те, що графіт можна вважати братом алмазів та вугілля.

Галузь застосування

Основною особливістю графіту вважатимуться його широкомасштабну сферу застосування. Використовується цей мінерал у тому чи іншому вигляді не тільки в промислових сферах, а й побуту, кожна людина практично щодня користується предметами, які виготовляють з урахуванням графіту. Графітові вироби, речовини, що відрізняються високою якістю, довгим терміном експлуатації, тому залишаються затребуваними, часом навіть незамінними. Формування різного родудеталей виконується з допомогою високої пластичності матеріалу. У твердому стані природний елемент залишається максимально доступним для обробки.

У ливарній справі графітовий порошок використовується як мастильний компонент для форм при литті. Металургійна галузь, на основі унікального мінералу, виготовляє тугоплавкі ковші, виробляє форми для різних сплавів, своєрідні ємності для кристалізації. різних речовин. Мінерал став «інгредієнтом» вогнетривкої цегли, фарб, олівців, шліфувальних, полірувальних паст, пластмаси. Фарба на основі такого компонента має антикорозійні властивості, використовується при фарбуванні металу, бетону, чавуну. Незамінний графіт під час виготовлення електродів, електропроводів. Завдяки графіту виробляють штучні форми алмазу.

Машинобудівна сфера використовує мінерал при виготовленні поршневих підшипників, при обробці дверних петлів, велосипедних, мотоциклетних ланцюгів, автомобільних ресорів. Навіть медицина оцінила природний мінерал, знайшовши застосування під час лікування шкірних патологій. Вважається, що речовина здатна прискорювати загоєння, розсмоктування рубців, запобігати появі спайок, покращує обмінні функції організму. Маючи такі лікувальними властивостями, графіт став чи не основною складовою багатьох високоефективних медикаментозних препаратів.

Опис та властивості графіту

Графіт– це природний елемент, мінерал, що легко розколюється, одна з модифікацій вуглецю. Графіт – матеріалдуже м'який, легко піддається механічній обробці, має металевий блиск. Графітова формула- С (вуглець).

Електропровідність графіту, фотоякого можна подивитися вище, перевищує електропровідність у 2,5 рази. Питомий опірелектроструму з температурою 0 градусів знаходиться в межах 0,390-0,602 Ом, а його саме низьке значеннядля різних видів даного елементате саме – 0,0075 Ом.

Елемент відрізняється підвищеною теплопровідністю, коефіцієнт якої в 5 разів вищий, ніж має цеглу (0,041). Графітні відрізняються нижчою теплопровідністю. Межі температури плавлення – 3845-3890, кипіння починається при 4200 С. Під час спалювання елемента виділяється 7832 ккал тепла.Графіт є діамагнітним.

Його основні Хімічні властивості- інертність по відношенню до рідин, газів та твердим речовинам, здатність розчинятися в розплавлених металах, з точкою плавлення, що перевищує його власну. на високій температуріможе взаємодіяти коїться з іншими елементами.

Не еластичний, але в той же час згинається і ріжеться. Завдяки жирності та пластичності має широке застосування у промисловому виробництві. Жирність також дозволяє застосовувати його як мастильний матеріал. Щільність графіту 2,23 г/см3.

Графіт відрізняється шаруватою структуроюмає свої особливості. Атоми вуглецю кристалічних ґрат графітує стільникові осередки: шестикутники, розташовані рядами. У кожному ряду атоми щільно пов'язані один з одним, а ряди мають слабкий зв'язок між собою. Тому графіт легко зламати навіть якщо слабко натиснути.

Твердість за шкалою Моосу дорівнює одиниці, тоді як у алмазу – десять, незважаючи на той факт, що алмаз та графіт- Це вуглецеві підвиди. Вся справа в кристалічній решітці. У алмазу один атом вуглецю пов'язаний з чотирма поруч. На основі досліджень вчені довели, що кристалічна решітка графіту при температурі вище 1500 С може перетворитися на грати алмазу.

У процесі переробки як фізичні, так і хімічні властивості графітузмінюються, тому класифікували його на марки, які мають відповідні відмінності. У промисловості окрема марка графіту використовується певного виду продукції.

Графіт поділяється на природний (природний) та штучний. За його виробництві враховують властивості залежно від призначення продукції. Природний у свою чергу поділяється на графіт кристалічнийі прихований кристалічний, являє собою порошок, схожий на порох.

Виробники продукції з графіту висувають свої вимоги до сировини в залежності від його призначення. Відповідно до цього проведено маркування, і зараз виробляються різні марки графіту, що мають кожна своє призначення.

Серед них електрокутова, елементна, акумуляторна, олівцева, мастильна, а також спеціальна марка з виробництва графіту для ядерних реакторів. Весь графіт, що виробляється, повинен відповідати технічним вимогамзалежно від сфери його застосування.

Родовища та видобуток графіту

Ресурси графіту у всьому світі становлять приблизно 600 млн т, а його щорічний видобуток понад 600 тис. т. Найбільші запаси мають Мексика, Китай, Чехія, Бразилія, Україна, Росія, Південна Корея, Канада. Утворився цей мінерал метаморфізацією осадових порідз органічних сполук. Родовища графітуз давніх часів становлять інтерес з економічної точкизору та оцінюються потужністю в мільйони тонн.

Розробка цих родовищ забезпечує промисловість необхідною сировиною. Натуральний графітзустрічається у вигляді щільних кристалічних або волокнистих вкраплень, породи, , . Він утворює великі скупчення як непрозорих, сірих, землистих чи лускатих мас. Колір графітуу межах від сірого сталевого до чорного. Кусковий графіт видобувають підземним способом, А графітову руду – відкритим.

Застосування графіту

І виробники, і обивателі вже давно знайомі з графітовою речовиною, що зарекомендував себе наявністю якостей, які дозволяють застосовувати його не тільки для виробничих процесів, але й у повсякденному житті.

Завдяки таким основним властивостям як електропровідність та вогнетривкість, цей мінерал знайшов широке застосування в промисловості. Металургія використовує його виготовлення тугоплавких ковшів, форм для , ємностей для кристалізації. Ливарне виробництво застосовує графітовий порошок як мастило форм для лиття.

Є однією зі складових при виготовленні вогнетривкої цегли. Полірувальні та шліфувальні пасти отримують з графітових сумішей. Враховуючи електропровідні властивості природного елемента, він незамінний виготовлення контактів електроприладів і електродів.

Промисловість з виробництва графітових олівців,мастильних матеріалів та виготовлення фарб теж не обходиться без цієї речовини. Стрижні для олівців виготовляються з чорного графітухоча в природі існує сірий графітзі сталевим блиском. Є наповнювачем пластмаси, за його допомогою налагоджено виробництво штучних алмазів.

Навіть атомна енергетика оцінила властивості графіту та взяла його на використання. Машинобудування – матеріал для підшипників, ущільнювальних та поршневих. У побуті також стали використовувати графітове мастило – обробляти автомобільні ресори, велосипедні ланцюги, навіть петлі дверей.

Фарбувальним засобом, що має антикорозійні властивості фарба графітова. Вона є однокомпонентною суспензією. До її складу, крім графітового наповнювача, входять пластифікатор та сполучні пігменти. Застосовуючи таку фарбу захищають бетонні, сталеві, дерев'яні, алюмінієві, чавунні вироби від корозії.

У медицині графіт зарекомендував себе як один із гомеопатичних засобів при шкірних захворюваннях, які є наслідком внутрішніх і важко піддаються терапії порушень. Перешкоджає утворенню спайок та рубців після запалень, а також впливає на обмінні процеси. Захворювання, на які сприятливо впливає графіт, складно перерахувати, тому він входить до складу багатьох лікарських препаратів.

Ціна графіту

Продажом графіту займаються спеціалізовані компанії, що займаються видобутком та переробкою графіту, ціниякий досить прийнятні. Цінова категорія природного графіту залежить від розмірів його та вмісту вуглецю. Кожен сорт графіту маєсвою вартість – чим вищий вміст вуглецю, тим краще технічні властивостіі тим він дорожчий.

Реалізація цього мінералу проводиться як у роздріб, так і оптом. Споживач може графіт купитина вигідних йому умовах. При покупці оптом робиться знижка, забезпечується його доставка. Вартість залежить і від регіональної власності. Середня ціна на графітприблизно 45 руб/кг. Готова продукціякоштує дорожче.

/ мінерал Графіт

Графіт- мінерал, гексагональна кристалічна поліморфна (алотропна) модифікація чистого вуглецю, найбільш стійка в умовах земної кори. Інші модифікації: алмаз, лонсдейліт, чаоїт. Шари кристалічних грат можуть по-різному розташовуватися відносно один одного, утворюючи цілий рядполітиків, із симетрією від гексагональної сингонії (дигексагонально-дипірамідальний вид симетрії), до тригональної (дитригонально-скаленоедричний в.с.). Кристалічна решіткаграфіту - шаруватого типу. У шарах атоми розташовані у вузлах гексагональних осередків шару. Кожен атом С оточений трьома сусідніми на відстані 1,42Α.

У кислотах графіт не розчиняється. Жирний на дотик. Гнучкий. Природний графіт містить 10-12% домішок глин та оксидів заліза.

Форми знаходження

Добре утворені кристали рідкісні. Кристали пластинчасті, лускаті, кривогранні, зазвичай мають пластинчасту недосконалу форму. Найчастіше буває представлений листочками без кристалографічних контурів та їх агрегатами. Утворює суцільні скритокристалічні, листуваті або округлі радіально-променисті агрегати, рідше - сферолітові агрегати концентрично-зональної будови. У великокристалічних виділень часто спостерігається трикутне штрихування на площинах (0001).

Походження

Утворюється при високій температурі у вулканічних та магматичних гірських породах, у пегматитах та скарнах. Зустрічається у кварцових жилах з вольфрамітом та ін. Мінералами в середньотемпературних гідротермальних поліметалічних родовищах. Широко поширений у метаморфічних породах – кристалічних сланцях, гнейсах, мармурах. Великі поклади утворюються в результаті піролізу кам'яного вугілляпід впливом трапів на кам'яновугільні відкладення (Тунгуський басейн). Акцесорний мінерал метеоритів.

розповісти про помилку в описі

Властивості Мінералу