Яка щільність графіту? Графіт: властивості, щільність

Графіт являє собою мінерал, стійку кристалічну модифікацію вуглецю. Вона зберігає свої початкові властивості при стандартних умовах. Матеріал є вогнетривким, достатньо щільним і володіє високою електропровідністю. Виходить він нагріванням антрациту без доступу повітря. Використовується в ливарному виробництві, при виготовленні сталі, а також для змащування при прокатному виробництві. Але ці сфери не охоплюють усіх областей використання.

Основні властивості

Якщо вас зацікавило питання про те, яка щільність графіту, ви повинні знати, що цей параметр становить 2230 кг/м 3 . Ще однією аллотропной формою вуглецю є алмаз, тому графіт іноді порівнюють з ним. Останній має електропровідними характеристиками і виступає в якості полуметалла. Це властивість знайшло своє застосування в процесі виробництва електродів.


Щільність графіту – це не все, що потрібно знати, якщо вас зацікавив цей мінерал. Необхідно поцікавитися ще й іншими властивостями. Наприклад, ця кристалічна модифікація вуглецю не плавиться, а при впливі температури в 3500 °C займається. Рідку фазу матеріал минає, переходячи в газоподібний стан. Однак якщо умови будуть передбачати підвищення тиску до 90 МПА, а також температури, то можна домогтися розплавлення. Це відкриття було зроблено при вивченні властивостей алмазу, коли його намагалися синтезувати. Але отримати цей матеріал з розплавленого графіту не вдалося.

Кристалічна решітка

Кристалічна решітка графіту передбачає наявність атомів вуглецю. Їй властива шарувата структура. Відстань між окремими шарами може досягати 0335 нм. У ґратці атоми вуглецю зв'язуються з трьома іншими атомами вуглецю.


Решітка може бути гексагональної та ромбоедричної. У кожному шарі атоми вуглецю розташовуються навпроти центральних частин шестикутників. Останні знаходяться в сусідніх шарах, потім становище шарів повторюється, що відбувається через один.

Виробництво штучного графіту

Графить і його властивості – це не єдине, що вам потрібно знати, якщо вас зацікавив цей мінерал. Важливо поцікавитися ще й виробництвом штучної різновиди. Вона відрізняється від натурального матеріалу тим, що при синтезі виходить речовина з заданими параметрами. У виробництво йдуть відходи нафтового коксу і кам'яновугільного піску. Суміш дрібнофракційних елементів обпалюється, а після охолоджується близько 5 тижнів. Вплив температури на першому етапі супроводжується її підвищенням до 1200 °C. Для збільшення теоретичної щільності графіту заготовки просочуються піском. На заключному етапі відбувається графитация, вона передбачає термічну обробку матеріалу в спеціальній печі, де температура досягає 3000 °C. При цьому вдається сформувати кристалічну решітку. Такий графіт має високу теплопровідність і відмінну електропровідність. Анізотропія властивостей притаманна мінералу, отриманому методом екструзії. Сьогодні використовується і більш нова технологія, яка називається ізостатичним пресуванням. Це дозволяє виготовити матеріал, у якої низький коефіцієнт тертя. Він має изотропными властивостями.
Щільність графіту (г/см3), який виходить в процесі екструзії, досягає 223. Цей же показник для изостатической рекристаллизованной різновиди в залежності від марки може досягати 5 м/см 3 . Такий матеріал йде на виготовлення великогабаритних заготовок, довжина і діаметр яких становлять 1000 і 500 мм відповідно, а також для виготовлення ливарних деталей і форм, які мають антифрикційними властивостями.

Основні марки

На сьогоднішній день використовується можливість синтезу з різною величиною зерна. У підсумку графіт можна класифікувати на:

крупнозернистий;

середньозернистий;

дрібнозернистий;

тонкозернистый.

Елементи першого досягають в діаметрі 3000 мкм. Якщо мова йде про середньозернистої різновиди, то величина зерна дорівнює 500 мкм. Розрізняється дрібнозернистий графіт марки МПГ з величиною зерна до 50 мкм. Існує ще і дрібнозернистий ізотропний мінерал марки МІГ-1 частинки якого мають розміри від 30 до 150 мкм. Тонкозернистый графіт і изостатический графіт мають зерна величиною до 30 мкм, їх мінімальний діаметр становить 1 мкм.

Використання штучного графіту

Щільність графіту вам вже відома. Однак важливо вивчити ще й область використання штучної різновиди. Вона застосовується у всіх галузях промисловості. З грубозернистого виготовляють електроди. Дрібнозернистий конструкційний йде на виробництво фасонних виробів, які мають складну форму. Застосування штучного мінералу дозволило добитися високої точності при виготовленні деталей. Сьогодні випускається техніка, яка повністю відповідає стандартам нинішнього століття.

Додаткова інформація про щільність і тепловому розширенні

Залежно від добавки, найбільша щільність графіту може скласти 5 г/см 3 . Мінімальне значення дорівнює 2. Воно притаманне рекристаллизованному графіту. Монокристали володіють високою анізотропією, це обумовлено будовою кристалічної решітки. В базисних площинах теплове розширення є негативним до 427 °C. Це говорить про те, що мінерал стискається.
З підвищенням температури його абсолютне значення зменшується. При вищезгаданому рівні температури теплове розширення є позитивним. Воно спрямоване перпендикулярно базисних площинах. Температурний коефіцієнт розширення майже не залежить від температури і перевищує значення більше ніж у 20 разів порівняно з середнім абсолютним коефіцієнтом для базисних площин.

Що ще необхідно знати про міцності

Міцність і щільність графіту змінюються зі збільшенням температури. Для більшості штучних графітів міцність при розтягуванні з підвищенням температури зростає в 25 рази. Максимуму досягає значення при 2800 °C. Межа міцності при стисненні збільшується в 16 рази, коли температура досягає 2200 °C. Модулі зсуву і пружності зростає в 16 рази, коли температура досягає значення 1600 °C.

На закінчення

Форма визначає різновиди графіту, який може бути: пластинчастим, хлопьевидным і кулястим. Пластівчастий ще називається вуглецем відпалу. Графіт – це ще і микроструктурная складова ковкого, сірого, високоміцного чавунів і чавуну з вермикулярным графітом. У цьому випадку він складається з вуглецю і зумовлює специфічні властивості чавуну. Цей матеріал використовувався для створення написів і малюнків близько 4000 років тому. Його назва походить від слова «писати». Родовища розташовані там, де поклади бітумів і кам'яного вугілля зазнали дії високих температур.