Գրաֆիտը հանքանյութ է, ածխածնի կայուն բյուրեղային ձևափոխում: Այն պահպանում է իր սկզբնական հատկությունները ստանդարտ պայմաններում: Նյութը հրակայուն է, բավականաչափ խիտ և ունի բարձր էլեկտրական հաղորդունակություն: Ստացվում է անթրասիտ տաքացնելով առանց օդային հասանելիության։ Այն օգտագործվում է ձուլարաններում, պողպատի արտադրության մեջ, ինչպես նաև գլանվածքի արտադրության մեջ քսելու համար։ Բայց այս տարածքները չեն ներառում օգտագործման բոլոր ոլորտները:
Հիմնական հատկանիշներ
Եթե ձեզ հետաքրքրում է այն հարցը, թե որն է գրաֆիտի խտությունը, ապա պետք է իմանաք, որ այս պարամետրը կազմում է 2230 կգ/մ3: Ածխածնի մեկ այլ ալոտրոպ ձև ադամանդն է, այդ իսկ պատճառով գրաֆիտը երբեմն համեմատվում է դրա հետ։ Վերջինս ունի էլեկտրահաղորդիչ բնութագրեր և հանդես է գալիս որպես կիսամետաղ։ Այս հատկությունը հայտնվել է էլեկտրոդների արտադրության գործընթացում:
Գրաֆիտի խտությունը այն ամենը չէ, ինչ դուք պետք է իմանաք, եթե հետաքրքրված եք այս հանքանյութով: Կան նաև այլ հատկություններ, որոնք պետք է հաշվի առնել: Օրինակ, ածխածնի այս բյուրեղային մոդիֆիկացիան չի հալվում, այլ երբ3500 °C ջերմաստիճանի ազդեցության տակ բռնկվում է: Նյութը անցնում է հեղուկ փուլով՝ անցնելով գազային վիճակի։
Սակայն եթե պայմանները նախատեսում են ճնշման բարձրացում մինչև 90 ՄՊա, ինչպես նաև ջերմաստիճանի բարձրացում, ապա կարելի է հասնել հալման։ Այս հայտնագործությունն արվել է ադամանդի հատկությունները ուսումնասիրելիս, երբ նրանք փորձում էին սինթեզել այն: Բայց այս նյութը հալած գրաֆիտից հնարավոր չէր ստանալ։
Բյուրեղյա վանդակ
Գրաֆիտի բյուրեղային ցանցը ապահովում է ածխածնի ատոմների առկայությունը: Այն ունի շերտավոր կառուցվածք։ Առանձին շերտերի միջև հեռավորությունը կարող է հասնել 0,335 նմ-ի: Ցանցում ածխածնի ատոմները կապվում են երեք այլ ածխածնի ատոմների հետ։
Վանդակը կարող է լինել վեցանկյուն և ռոմբոեդրիկ: Յուրաքանչյուր շերտում ածխածնի ատոմները գտնվում են վեցանկյունների կենտրոնական մասերի դիմաց։ Վերջիններս գտնվում են հարակից շերտերում, ապա կրկնվում է շերտերի դիրքը, որը տեղի է ունենում մեկից հետո։
Արհեստական գրաֆիտի արտադրություն
Գրաֆիտը և նրա հատկությունները միակ բանը չէ, որ դուք պետք է իմանաք, եթե հետաքրքրված եք այս հանքով: Կարևոր է նաև հարցնել արհեստական սորտի արտադրության մասին: Այն տարբերվում է բնական նյութից նրանով, որ սինթեզից ստացվում է որոշակի պարամետրերով նյութ։
Նավթային կոքսի և ածուխի ավազի թափոնները օգտագործվում են արտադրության մեջ։ Մանրահատիկ տարրերի խառնուրդը կրակում են, այնուհետև մոտ 5 շաբաթ սառչում։ Ջերմաստիճանի ազդեցությունը առաջին փուլում ուղեկցվում է նրամինչև 1200 °C։
Գրաֆիտի տեսական խտությունը բարձրացնելու համար մշակման կտորները ներծծվում են ավազով: Վերջնական փուլում տեղի է ունենում գրաֆիտիզացիա, այն ենթադրում է նյութի ջերմային մշակում հատուկ վառարանում, որտեղ ջերմաստիճանը հասնում է 3000 °C-ի։ Այս դեպքում հնարավոր է բյուրեղյա վանդակ ձևավորել։
Այս գրաֆիտն ունի բարձր ջերմային հաղորդունակություն և գերազանց էլեկտրական հաղորդունակություն: Հատկությունների անիզոտրոպությունը բնորոշ է էքստրուզիայի միջոցով ստացված հանքանյութին։ Այսօր կիրառվում է ավելի նոր տեխնոլոգիա, որը կոչվում է իզոստատիկ սեղմում։ Սա հնարավորություն է տալիս արտադրել այնպիսի նյութ, որն ունի շփման ցածր գործակից: Այն ունի իզոտրոպ հատկություններ։
Գրաֆիտի խտությունը (գ/սմ3), որը ստացվում է արտամղման գործընթացում, հասնում է 2,23-ի, նույն ցուցանիշը իզոստատիկ վերաբյուրեղացված սորտի համար, կախված ապրանքանիշից, կարող է հասնել 5 գ/սմ 3. Նման նյութը օգտագործվում է մեծ չափերի բլանկների արտադրության համար, որոնց երկարությունը և տրամագիծը համապատասխանաբար 1000 և 500 մմ են, ինչպես նաև ձուլման մասերի և կաղապարների արտադրության համար, որոնք ունեն հակաշփման հատկություն։
Հիմնական ապրանքանիշեր
Այսօր օգտագործվում է տարբեր հատիկավոր չափերի հետ սինթեզի հնարավորությունը։ Արդյունքում գրաֆիտը կարելի է դասակարգել՝
- կոպիտ;
- միջին;
- նուրբ;
- նուրբ.
Առաջինի տարրերի տրամագիծը հասնում է 3000 միկրոն: Եթե խոսքը միջին հացահատիկի սորտի մասին է, ապա հատիկի չափը 500 էմկմ Առանձնանում է մանրահատիկ գրաֆիտի MPG-ն՝ մինչև 50 մկմ հատիկի չափով։ Գոյություն ունի նաև MIG-1 ապրանքանիշի մանրահատիկ իզոտրոպ միներալ, որի մասնիկները ունեն 30-ից մինչև 150 մկմ չափեր։ Մանրահատիկ գրաֆիտը և իզոստատիկ գրաֆիտը ունեն մինչև 30 մկմ չափի հատիկներ, դրանց նվազագույն տրամագիծը 1 միկրոն է։
Օգտագործելով արհեստական գրաֆիտ
Դուք արդեն գիտեք գրաֆիտի խտությունը: Այնուամենայնիվ, կարևոր է նաև ուսումնասիրել արհեստական սորտի օգտագործման տարածքը: Այն կիրառվում է բոլոր ոլորտներում։ Էլեկտրոդները պատրաստվում են կոպիտ հացահատիկից: Նուրբ կառուցվածքը գնում է ձևավորված արտադրանքների արտադրությանը, որոնք ունեն բարդ ձև:
Արհեստական հանքանյութի օգտագործումը հնարավորություն տվեց հասնել մասերի արտադրության բարձր ճշգրտության: Այսօր արտադրվում են սարքավորումներ, որոնք լիովին համապատասխանում են այս դարի չափանիշներին։
Լրացուցիչ տեղեկություններ խտության և ջերմային ընդարձակման մասին
Կախված հավելումից՝ գրաֆիտի ամենաբարձր խտությունը կարող է լինել 5գ/սմ3: Նվազագույն արժեքը 2 է: Այն բնորոշ է վերաբյուրեղացված գրաֆիտին: Միայնակ բյուրեղներն ունեն բարձր անիզոտրոպիա, դա պայմանավորված է բյուրեղային ցանցի կառուցվածքով: Բազալային հարթություններում ջերմային ընդլայնումը բացասական է մինչև 427 °C: Սա խոսում է այն մասին, որ հանքանյութը նվազում է։
Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ նրա բացարձակ արժեքը նվազում է։ Վերը նշված ջերմաստիճանի մակարդակում ջերմային ընդլայնումը դրական է: Այնուղղահայաց ուղղահայաց բազալ հարթություններին: Ընդարձակման ջերմաստիճանի գործակիցը գրեթե անկախ է ջերմաստիճանից և գերազանցում է արժեքը ավելի քան 20 անգամ՝ համեմատած բազալային հարթությունների միջին բացարձակ գործակցի հետ։
Էլ ինչ պետք է իմանաք ամրության մասին
Գրաֆիտի ուժն ու խտությունը փոխվում են ջերմաստիճանի բարձրացման հետ: Արհեստական գրաֆիտների մեծ մասի համար ջերմաստիճանի բարձրացման հետ առաձգական ուժը մեծանում է 2,5 գործակցով: Առավելագույն արժեքը հասնում է 2800 °C:
Սեղմման ուժը մեծանում է 1,6 անգամ, երբ ջերմաստիճանը հասնում է 2200 °C: Կտրման և առաձգականության մոդուլները մեծանում են 1,6 անգամ, երբ ջերմաստիճանը հասնում է 1600 °C-ի:
Եզրակացություն
Ձևը սահմանում է գրաֆիտի տեսակները, որոնք կարող են լինել՝ շերտավոր, շերտավոր և գնդաձև։ Փաթիլը կոչվում է նաև ածխածնային կռում: Գրաֆիտը նաև ճկուն, մոխրագույն ճկուն երկաթի և կոմպակտ գրաֆիտ չուգունի միկրոկառուցվածքային բաղադրիչն է: Այս դեպքում այն կազմված է ածխածնից և որոշում է չուգունի հատուկ հատկությունները։
Այս նյութը օգտագործվել է մոտ 4000 տարի առաջ արձանագրություններ և գծագրեր ստեղծելու համար։ Դրա անունը գալիս է «գրել» բառից։ Հանքավայրերը գտնվում են այնտեղ, որտեղ բիտումի և կարծր ածխի հանքավայրերը ենթարկվել են բարձր ջերմաստիճանի։
