Grafit je přírodní minerál na bázi uhlíku s vrstevnatou strukturou. Skládá se z krystalů různých velikostí se šupinatou strukturou. Má tmavě šedou barvu s charakteristickým kovovým leskem. Většina z nich se vyskytuje ve formě malých vměstků, jejichž těžba a zpracování není ekonomicky proveditelné. Existují však i velká ložiska. Obsahují téměř čistý minerál s drobnými příměsemi jílu.
Těžba grafitu
Ložiska grafitu se nacházejí na stejných místech jako pyrit a granát. Nachází se v křemenných žilách a mramoru. Minerál vzniká v důsledku působení vysokých teplot na vulkanické a vyvřelé horniny. Vzniká také v důsledku pyrolýzy uhlí.
Grafit se těží povrchovou a podzemní těžbou. Ekonomicky oprávněné je rozvíjet ložiska, jejichž ruda obsahuje alespoň 30 %. Proces těžby je velmi podobný technologii práce s uhlím. V ložiskách grafitu jsou vyvrtány otvory, do kterých jsou umístěny výbušniny.
Odstřelená ruda se vynáší na povrch, kde se drtí. Smíchá se s vodou a olejem, což umožňuje oddělení grafitu od nečistot. Jeho částice ulpívají na vzduchových bublinách vzniklých při míchání hmoty a vyplavou na povrch. Minerál se odstraní jako pěna, načež se čistící cykly opakují 4-5krát, aby se koncentrace grafitu dostala na 90-96%.
Konečným technologickým procesem je sušení grafitu. V důsledku extrakce a čištění se vytvoří jemně dispergovaný barvicí prášek. Aby se z ní vyrobil grafitový produkt, smísí se s hlínou s přídavkem vody. V závislosti na použité přísadě závisí konečná pevnost a vlastnosti produktu.
Hotová hmota se stlačí a po vysušení se z ní vytvarují hotové výrobky, například tužky. Protože jsou díky přítomnosti vody měkké, pro zvýšení tvrdosti se vypalují při teplotách nad 1000°C. Na základě výsledků zpracování získá výrobek konečnou tvrdost. To je však doprovázeno zdáním křehkosti.
Vlastnosti grafitu
Minerál má řadu důležitých vlastností, díky kterým je velmi oblíbený v průmyslové výrobě. Mezi jeho hlavní parametry patří:
- Vodivost.
- Měkkost.
- Vytvrzení při vystavení vysokým teplotám.
- Odolné proti tání.
- Odolnost proti tření.
Při průchodu elektrického proudu grafitem se zahřívá. Navíc materiál za takových podmínek nevyhoří. Tepelná vodivost grafitu vedla k jeho použití při výrobě kartáčů pro motory, jádra baterií a kontaktů pro elektrická vozidla.
V průmyslu se používá více než deset druhů grafitu. Všechny jsou schopné přenášet elektrický proud. Minimální hodnota vodivosti je v rozmezí 300-1300 K. Nejlepší vodič z grafitu je rekrystalizován.
Ve své čisté formě má minerál tvrdost 1 na Mohsově stupnici. Toto je velmi nízké číslo. Právě z tohoto důvodu se míchá s hlínou a peče, aby se zvýšila její tvrdost.
Nízká tvrdost vedla k použití grafitového prášku jako lubrikantu pro tření dílů. Přidává se do tuhého oleje. Grafitové mazivo je z hlediska výkonu lepší než všechny ostatní. Kromě toho převyšuje konvenční analogy z hlediska tepelné odolnosti.
Grafit se při vypalování stává tvrdším, a to i bez přidání hlíny do jeho složení. Jeho mechanická pevnost v této formě je však příliš nízká. Po vypálení se materiál stává křehkým. Zahrnutí hlíny kompenzuje tuto vlastnost minerálu.
Minerál netaje při vystavení vysokým teplotám. Z tohoto důvodu je poptávka po výrobě kontaktů pro přenos vysokých proudů. V nepřítomnosti vzduchu je možné zahřát grafit na extrémní teploty, při kterých se ocel jednoduše změní v kapalinu. Stejně silné zahřívání na vzduchu vede k vyhoření materiálu. K jeho roztavení je potřeba vytvořit teplotu asi 3890°C.
Při tření začnou produkty z grafitu zanechávat stopy na tvrdších površích. Díky této kvalitě se materiál používá k výrobě jednoduchých tužek. Z toho jsou vyrobena jejich jádra.
Materiál má dobrou tepelnou vodivost řádově 100 až 354,1 W/(m K). Je třeba poznamenat, že tento ukazatel silně závisí na typu grafitu. Díky speciální krystalové mřížce molekul grafitu má různou vodivost v závislosti na směru přenosu elektřiny. Za normálních podmínek tato vlastnost činí minerál prakticky ekvivalentní kovu. Když je směr přenosu kolmý, rychlost šíření elektřiny se zpomalí stokrát.
Co je docela neobvyklé, je to, že se při zahřívání smršťuje, spíše než expanduje jako kovy, kapaliny, dřevo atd. Nejtvrdší materiál, diamant, vzniká intenzivním tlakem na grafit. Samotný původní minerál je však tak měkký, že jej lze snadno poškrábat nehtem. Charakteristickou vlastností grafitu je hmatový pocit tuku na jeho povrchu. Díky této kluznosti jej lze použít k mazání třecích částí bez přidání ropných produktů. To je zvláště cenné pro mechanismy pracující při zvýšených teplotách.
Druhy přírodního grafitu
Vlastnosti minerálu se liší v závislosti na surovině, ze které byl vytvořen.
Rozlišují se následující typy přírodních grafitů:
- Kelímek.
- Slévárenský krystal.
- Dobíjecí.
- Pro výrobu psacích vodítek.
- Základní.
Kelímek je vysoce odolný vůči zvýšeným teplotám. Dobře snáší náhlé výkyvy teplot. Materiál dobře přenáší teplo. Vyrábějí se z něj ohnivzdorné výrobky.
Slévárna se používá k výrobě forem pro odlévání kovů. Má nízký koeficient roztažnosti. Neztrácí pevnost, když teplota stoupá.
Rechargeable má vhodné vlastnosti pro výrobu tyčí na jeho základě, které se používají v bateriích, akumulátorech a dalších výrobcích spojených s akumulací elektrické energie. Není vyměnitelný při výrobě lithium-iontových baterií.
Kde se používá grafit?
Oblast spotřeby grafitu je velmi společná. Vyrábí se z něj různé produkty v následujících oblastech:
- Strojírenství.
- Chemický průmysl.
- Hutnictví.
- Výroba stavebních materiálů.
- Jaderná energie.
- Medicína.
- Výroba elektrických zařízení, zejména akumulátorů náboje.
Jako moderátor neutronů se používají velké grafitové tyče. Jejich ponořením je možné zastavit provoz jaderného reaktoru. Grafitové výrobky mají široké využití v hutnictví. Používají se k výrobě kelímků na tavení kovu. Vyrábí také formy na lití oceli. Minerál se používá k nasycení železa uhlíkem. Je důležitou složkou pro zvýšení tvrdosti kovů. Odlévací formy jsou posypány grafitovým práškem. V tomto případě se používá jako separátor, aby se na ně nelepil kov.
Významná část vytěženého grafitu se využívá ve strojírenství. Jsou z něj vyrobeny kluzné kontakty pro elektromotory a generátory. Hojně se používají také grafitová ložiska. Používá se k výrobě elektrostatických povlaků, topných těles a elektrod. S nárůstem popularity lithium-iontových baterií se zvýšila spotřeba grafitu, protože se používá k jejich výrobě.
Umělý grafit
Vznik grafitu v přírodě je dlouhý proces, který je doprovázen vystavením vysokým teplotám. Je také možné vyrobit minerál s podobnou krystalovou mřížkou na bázi uhlíku uměle. Takové technologie se rozšířily.
Rozlišují se následující typy umělého grafitu:
- Achesonovský.
- Rekrystalizováno.
- Pyrolytické.
- Doména.
- Karbid.
V některých případech je jeho výroba umělými prostředky ekonomicky proveditelná, protože skutečné fyzikální a chemické vlastnosti takového materiálu mohou být jedinečné a vhodné pro specifické aplikace. Achesonský grafit se tedy vyrábí zahřátím koksu a smoly, smíchaných v přísných poměrech, na teplotu 2800 °C. Jedná se o jednu z nejlevnějších a nejjednodušších metod umělého získávání minerálu.
Rekrystalizovaná výrobní metoda zahrnuje mechanické zpracování směsi koksu, smoly, přírodního grafitu a speciálních karbidotvorných přísad za vysoké teploty. Výsledkem je, že krystalická struktura minerálních inkluzí přeskupuje další složky tak, aby jí vyhovovaly.
Pyrolytickou metodou vzniká tzv. elektrografit, používaný v oblasti elektroniky. Získává se pyrolýzou uhlíků v plynném stavu za podmínek vakua při teplotě 1,5 tisíce stupňů. To pokračuje až do vzniku pyrouhlíku, který se přivede na teplotu 3 tisíce stupňů pod tlakem alespoň 50 MPa za vzniku grafitu.
Vysoká pec vzniká v důsledku pomalého ochlazování sypkých hmot litiny. V důsledku dlouhodobého působení teplot se tvoří velké grafitové inkluze. Karbid se získává jako výsledek rozkladu karbidů pod vlivem vysokých teplot.
Související témata:
- Grafen. Zařízení a aplikace. Vlastnosti a vyhlídky
- Uhlíkové nanotrubice. Zařízení a aplikace. Zvláštnosti
- Metamateriály. Typy a zařízení. Provoz a aplikace
- Neodymové magnety. Zařízení a aplikace. Druhy
- Metamateriály. Typy a zařízení. Provoz a aplikace
- Piezoelektrika. Typy a aplikace. Zvláštnosti
- Elektroaktivní polymery. Typy a aplikace. Zvláštnosti
- Magnetodielektrika. Materiály a aplikace. Zvláštnosti
Grafit je minerál, jedna z nativních krystalických forem uhlíku spolu s minerály diamant, lonsdaleit a chaoit.
Navenek je grafit černý kámen s matným nebo kovovým leskem, mastný na dotek. Je pozoruhodné, že v přírodě se nikdy nenachází v čisté formě a nečistoty obsažené v jeho složení mohou být velmi odlišné, včetně drahých kovů.
Navzdory skutečnosti, že grafit a diamant jsou svým složením nativní uhlík, jsou zcela odlišné svými fyzikálními vlastnostmi a vzhledem.
Vlastnosti grafitu
- Syngonie: Šestihranný
- Složení (vzorec): C
- Barva: Černá, ocelově šedá
- Barva znaku: Černá, ocelově šedá
- Průhlednost: Neprůhledný
- Výstřih: Perfektní
- Kink: Zrnitý, hladký
- Lesk: Matné, kovové, matné
- Tvrdost: 1,5-2
- Hustota (měrná hmotnost), g/cm 3: 2,09-2,23
přihláška
Grafit našel široké uplatnění v různých oblastech lidské činnosti. V té či oné podobě se používá nejen v průmyslu, ale i v každodenním životě. Ve slévárenském průmyslu se grafitový prášek používá jako mazivo při odlévání.
Minerál se používá při výrobě barev, šamotových cihel, tužek, plastů a leštících past. Grafit je také nezbytný pro výrobu elektrod a elektrických vodičů. Před několika lety byl v Moskvě vytvořen účinný lék z grafitu pro léčbu kožních onemocnění.
Vzorky minerálů různých velikostí a kvalit můžete zakoupit na stránkách našeho obchodu.
Jakou barvu má grafit?
Je to odstín šedé. Studené, velmi tmavé, téměř černé, zaprášené. Pokud hustě vystínujete část bílého papíru jednoduchou tužkou, bude to grafitový odstín. Myslím, že tato barva sluší lidem s šedýma (různé odstíny), modrýma, tyrkysovýma očima.
V dnešní době je v módě barvit si vlasy na tuto barvu. Připomíná šedivé vlasy, ale vypadá krásně. V oblečení se hodí k bledě růžové (myslím, že to je nejvíce vítězná kombinace), horké růžové, fuchsiové, modré, lila a dalších odstínech šedé. I přes zřejmý „chlad“ může vypadat dobře v kombinaci s oranžovou a korálovou, někdy i s béžovou.
Hexadecimální kód barvy
Léčivé vlastnosti
Díky své bohaté černé barvě a bohaté historii je grafit široce používán litoterapeuty k léčbě následujících onemocnění:
- deprese, neurastenie, strachy
- onemocnění očí a uší
- kožní choroby
- onemocnění spojená s dýchacím systémem
- onemocnění trávicího traktu
- neplodnost a onemocnění genitourinárního systému
Magické vlastnosti
Podle recenzí světových esoteriků má grafit mocné magické vlastnosti. Amulety a talismany s tímto nenápadným šedým kamenem mohou svému majiteli poskytnout účinnou ochranu před zlým okem, poškozením a jakýmkoli jiným negativním dopadem.
Kámen používá lidstvo odedávna ke zlepšení celkové pohody člověka a řešení mnoha problémů souvisejících se světonázorem. Suvenýry s tímto minerálem se stanou spolehlivým talismanem pro váš domov a rodinu.
Zajímavá fakta
Zakladatel homeopatie S. Hahnemann provedl řadu pozorování a testů týkajících se procesu hojení grafitovým lišejníkem. V důsledku toho, když identifikoval jedinečný terapeutický účinek, odborník jej rozpoznal jako lék, který se dobře vyrovná s nemocí.
Zahřátím grafitu na asi 2000º Celsia pod tlakem 120000 1000 atmosfér lze získat syntetické diamanty, což se dnes praktikuje. Zároveň zahřátím diamantu na teplotu nad XNUMXº můžete získat grafit při teplotě dvakrát vyšší, proces probíhá mnohem rychleji.
Cenová kategorie
Grafit prodává specializovaná firma, která jej těží a zpracovává. Cena minerálu je ovlivněna velikostí krystalů a obsahem uhlíku v nich. Samostatný typ má svou vlastní hodnotu. Průměrná cena za kilogram je 45 rublů.
