Cos'è la grafite? Formula, proprietà e applicazione della grafite

Se sei interessato alla domanda su cosa sia la grafite, dovresti sapere che è un minerale che fa parte della classe di elementi nativi. Questa è una modifica del carbonio. La struttura è a strati. La disposizione degli strati nel reticolo cristallino è diversa, questo consente la formazione di politipi.

Sebbene la grafite fosse conosciuta da molto tempo, non è possibile ottenere certe informazioni sulla storia del suo uso a causa di somiglianze con altri materiali come la molibdenite. Il materiale conduce corrente elettrica. Se confrontato con il diamante ha una leggera durezza e morbidezza. Dopo l'esposizione a temperature impressionanti diventa più difficile, ma diventa fragile.

Proprietà di base

Cos'è la grafite? Se hai anche posto questa domanda, dovresti conoscere alcune proprietà fisiche. Ad esempio, la densità può raggiungere 2,23 g / cm ³. Per quanto riguarda il colore, è grigio scuro con una lucentezza metallica. La struttura è infusibile, è stabile in assenza di aria da riscaldare.

Al tatto la sostanza è scivolosa e grassa. La grafite naturale contiene impurità argillose in un volume del 12% e ossidi di ferro. Nel processo di attrito si verifica delaminazione sulle scale, questa proprietà viene utilizzata per la produzione di matite. Che cos'è la grafite, non è possibile scoprirlo se non si familiarizza con le caratteristiche di base del tipo di conduttività termica. Raggiunge 354,1 W / (m * K) e il valore minimo è 100. La cifra specifica dipende dalla marca, dalla temperatura e dalla direzione rispetto ai piani di riferimento.

La conduttività elettrica è anisotropa. Il coefficiente di espansione termica può essere 700 K. La capacità termica varia da 300 a 3000K. La grafite si accende a 3500 ° C, passando allo stato gassoso, bypassando la fase liquida. Ma se nello stesso momento in cui la temperatura sale, la pressione sale a 1000 atmosfere, è possibile ottenere materiale fuso.

Reticolo cristallino

Il reticolo di grafite è costituito da atomi di carbonio. Ha una struttura a strati e il passaggio tra gli strati è di 0,335 nm. Gli atomi sono legati a tre altri atomi di carbonio.

Il reticolo può essere di due tipi:

• esagonale;
• rhombohedral.

In ogni strato, gli atomi di carbonio sono opposti ai centri degli esagoni negli strati adiacenti. La loro posizione è ripetuta attraverso uno. Ciascuno viene spostato nella direzione orizzontale di 0,1418 nm

Proprietà chimiche e meccaniche

Chiedendo quale sia la grafite, dovresti familiarizzare con le proprietà di base. Il materiale è chimicamente inerte, non si dissolve in sostanze diverse dai metalli fusi. Questo vale per quelli con alto scioglimento. Una volta diluiti, si formano carburi, il più importante dei quali sono i composti:

• con boro;
• calcio;
• ferro;
• titanio;
• tungsteno.

A temperature normali, è piuttosto difficile combinare la grafite con altre sostanze, ma quando esposto a temperature impressionanti si verifica un composto chimico con molti elementi. Considerando le proprietà della grafite, si evidenzia anche il fatto che il materiale non possiede elasticità. Ma può essere tagliato e piegato. Il filo da esso si torce facilmente e si piega a spirale, e quando si rotola consente di raggiungere il 10% di allungamento.

Quando si verifica il filo per la resistenza alla trazione, questo parametro è di 2 kg / mm ² , mentre il modulo di flessione è equivalente a 836 kg / mm ² . Una delle proprietà importanti è la plasticità e il contenuto di grassi, che ha permesso al materiale di essere ampiamente utilizzato nell'industria. Con l'aumento del grasso diminuisce coefficiente di attrito. Dipende da questa possibilità di utilizzo come lubrificante. Oggi viene applicata anche la capacità di adesione della grafite alle superfici dure.

Proprietà ottiche

Tra le proprietà della grafite dovrebbe anche evidenziare l'ottica. Il coefficiente di assorbimento della luce rimane costante per l'intero spettro. Non è influenzato dalla temperatura della radiazione del corpo. Se consideriamo i filamenti di grafite sottili, il coefficiente di assorbimento della luce sarà pari a 0,77. Questo parametro diminuisce a 0,55 con un aumento dei cristalli di grafite.

Considerando il materiale puro, noterai che ha un coefficiente di assorbimento neutronico trascurabile e il più alto fattore di decelerazione. Ciò ha reso possibile l'uso nei reattori nucleari. senza elettrodi di grafite lo sviluppo del colore e delle industrie chimiche nere sarebbe stato impossibile.

Lo scopo della grafite è anche il rivestimento degli elettrolizzatori per la produzione di alluminio. I materiali ad alto contenuto di carbonio sono utilizzati per la costruzione di forni elettrici e altre unità di riscaldamento. La grafite costituisce la base di crogioli e barche per leghe super resistenti.

Tipi principali

La formula della grafite è la seguente: C. His massa molare fa 12 g / mol. La sostanza è semplice È un minerale, non metallico, è una modifica allotropica del carbonio. Tra i principali tipi dovrebbe essere evidenziato:

• crogiolo;
• fonderia;
• batteria;
• cellulare;
• per la produzione di canne;
• elettro;
• per la produzione di lubrificanti.

Il primo è utilizzato per i prodotti refrattari, è caratterizzato da elevata conduttività termica e resistenza alle temperature estreme. L'uso del tipo cristallino per la colata di grafite prevede l'uso del materiale durante la fusione delle parti. Ha un basso coefficiente di espansione e ha resistenza alle alte temperature.

Il tipo di batteria viene utilizzato come additivo, oltre che nella produzione di elettrodi. Tra le principali caratteristiche: proprietà chimiche e tecniche avanzate. Nella produzione di aste utilizzate grafite fine, che non contiene impurità di ferro. Per la produzione di celle galvaniche utilizzate varietà elementari, che ha un'elevata conducibilità elettrica e termica. La grafite grigia viene anche utilizzata per la produzione di gomma conduttiva.

Grafite artificiale

Conosci la formula della grafite, ma questo non è tutto ciò che dovresti sapere se stai studiando questa sostanza. Ad esempio, oggi viene prodotta grafite artificiale, che può essere a grana fine, strutturale, fonderia o antifrizione. L'area di utilizzo è abbastanza ampia.

Il materiale è utilizzato nella fabbricazione di impianti elettrici e macchine materiali refrattari nella produzione e nel settore minerario. Le vernici, così come le batterie e i rivestimenti sono fatti di grafite artificiale. Sostanza insostituibile in aree ristrette per tipo di industria nucleare.

In conclusione

Recentemente, l'interesse per il minerale descritto è aumentato. Sulla base delle sue fibre, sono realizzati materiali come fibra di carbonio, sorbenti in fibra di carbonio, materiali compositi in fibra di carbonio e materiali in fibra di carbonio. Particolare attenzione è rivolta alla fibra di carbonio, che viene utilizzata nell'industria chimica, nonché nell'ingegneria meccanica.