Графит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядит

Графит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядитГрафит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядитГрафит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядитГрафит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядит

  • Графит – это природный материал, относящийся к классу самородных элементов, аллотропная модификация углерода.
  • Описание графита
  • Типы и марки графита
  • Структура и кристаллическая решетка графита
  • Свойства графита
  • Физические свойства графита
  • Применение и использование графита

Описание графита:

Графит (в переводе с греч. – «пишу») – это природный материал, относящийся к классу самородных элементов, аллотропная модификация углерода. Химическая формула графита – C.

Наряду с графитом, алмазом существуют еще много аллотропных форм углерода. Например, графен, фуллерен, углеродные нанотрубки и т.д. Свойства данных веществ совершенно отличаются друг от друга.

Графит широко распространен в природе как минерал. Он встречается обычно в виде отдельных чешуек, пластинок и скоплений, разных по величине и содержанию.

Различают месторождения кристаллического графита, связанного с магматическими горными породами или кристаллическими сланцами, и скрытокристаллического графита, образовавшегося при метаморфизме углей.

Природный графит по своему химическому составу не отличается чистотой. В большом количестве (до 10-25%) в нем присутствует зола, состоящая из разных составляющих (Fe2O3, SiO2, Аl2O3, MgO, Р2О5, CuO, СаО и др.), газы (до 2%) и битумы, иногда вода.

Также графит получается искусственным путем различными способами. Например, нагреванием смеси кокса и пека до 2 800 °C.

Типы и марки графита:

  1. В соответствии с ГОСТ 17022-81 «Графит. Типы, марки и общие технические требования» выделяют следующие минералогические типы графита:
  2. – кристаллический,
  3. – скрытокристаллический.

  4. Этим же ГОСТом предусмотрены следующие марки графита: ГСМ-1, ГСМ-2, ГАК-1, ГАК-2, ГАК-3, ГК-1, ГК-2, ГК-3, ГС-1, ГС-2, ГС-3, ГС-4, П, ЭУЗ-М, ЭУЗ-II, ЭУЗ-III, ЭУТ-I, ЭУТ-II, ЭУТ-III, ГТ-1, ГТ-2, ГТ-3, ГЭ-1, ГЭ-2, ГЭ-3, ГЭ-4, ГЛ-1, ГЛ-2, ГЛ-3, ЭУН, ГЛС-1, ГЛС-2, ГЛС-3, ГЛС-4.

  5. Им соответствуют следующие виды использования (потребления) графита:
  6. – графит специальный малозольный,
  7. – графит аккумуляторный,
  8. – графит карандашный,
  9. – графит смазочный,
  10. – графит кристаллический электроугольный,
  11. – графит тигельный,
  12. – графит элементный,
  13. – графит кристаллический литейный,
  14. – графит скрытокристаллический электроугольный,
  15. – графит скрытокристаллический литейный.

Графит имеет слоистую, плоскую структуру. Отдельные слои графита называются графеном. Каждый слой кристаллической решетки графита может по-разному располагаться по отношению друг к другу, образуя политипы.

В каждом слое атомы углерода расположены в гексагональной решетке на расстоянии 0,142 Нм, а расстояние между плоскостями графена составляет 0,335 Нм.

Атомы углерода, расположенные в одной плоскости слоя, связаны между собой ковалентной связью. Углерод имеет четыре свободных электрона.

Однако в ковалентной связи задействованы только три электрона из четырех, поэтому каждый атом углерода связан только с тремя атомами углерода.

Четвертый электрон свободно мигрирует в плоскости, делая графит электропроводящим в направлении, параллельном плоскости. Электропроводность графита в направлении перпендикулярно плоскости слоя, наоборот, в сотни раз меньше.

Между собой слои графена в графите скреплены слабыми Вандерваальсовыми силами, которые позволяют слоям графита легко быть отделенными друг от друга.

Известны две формы графита: альфа-графит (имеет гексагональную структуру и кристаллическую решетку) и бета-графит (имеет ромбоэдрическую структуру и кристаллическую решетку). Обе формы графита имеют очень схожие физические свойства, за исключением того, что слои графена у каждой формы графита укладываются несколько по-разному.

Графит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядит

Рис. 1. Альфа-графит

У α-графита половина атомов каждого слоя располагается над и под центрами шестиугольника, а у β-графита каждый четвёртый слой повторяет первый.

Графит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядит

Рис. 2. Бета-графит

Альфа-графит может быть преобразован в бета-форму с помощью механической обработки. Бета-форма переходит в альфа-форму при нагревании графита свыше 1300 °C.

– электрическая проводимость графита анизотропна (т.е. зависит от направления внутри самого графита). Он хорошо проводит электрический ток в направлении, параллельном базисной плоскости. В этом случае его электропроводность близка к металлической. В перпендикулярном направлении электропроводность в сотни раз меньше.

– обладает низкой твёрдостью. Твердость школе Мооса 1.

  • – относительно мягкий. После воздействия высоких температур становится немного более твёрдым и очень хрупким,
  • – плотность 2,08-2,23 г/см³,
  • – легко поддается механической обработке,
  • – цвет от железо-черного до стально-серого, блеск металлический,
  • – неплавкий, устойчив при нагревании в отсутствие воздуха,
  • – жирный (скользкий) на ощупь, оставляет след на бумаге и пальцах,
  • – при трении графит расслаивается на отдельные чешуйки (это свойство используется в карандашах),

– обладает достаточно большой теплопроводностью. Теплопроводность графита анизотропна. Она составляет от 100 до 354,1 Вт/(м*К) и зависит от марки графита, от направления относительно базисных плоскостей и от температуры,

– коэффициент теплового расширения графита также анизотропен и зависит от температуры.

До 700 К коэффициент теплового расширения графита отрицателен в направлении базисных плоскостей (графит сжимается при нагревании), его абсолютное значение с повышением температуры уменьшается. Выше 700 К коэффициент теплового расширения становится положительным.

В направлении, перпендикулярном базисным плоскостям, коэффициент теплового расширения положителен, практически не зависит от температуры и более чем в 20 раз выше среднего абсолютного значения для базисных плоскостей,

  1. – обладает высоким диамагнетизмом,
  2. – химически малоактивен,
  3. – обладает химической стойкостью. Кислотоупорен,
  4. – при высокой температуре реагирует с кислородом, сгорая до углекислого газа,
  5. – образует соединение включения с щелочными металлами, солями.

Физические свойства графита:

Наименование показателя: Значение:
Длина связи С–С, нм 0,142
Расстояние между слоями, нм 0,335
Плотность, г/см2 от 2,08 до 2,23
Температура плавления, оС 3845-3890
Температура кипения, оС 4200
Теплопроводность, Вт/(м·К) от 100 до 354,1

Применение и использование графита:

  • Области использования и применения графита:
  • – для изготовления активных масс и щелочных аккумуляторов и масс для графитированных антифрикционных изделий из цветных металлов,
  • – для изготовления аккумуляторных изделий специального назначения,
  • – для изготовления масс графитированных антифрикционных изделий из цветных металлов,
  • – для изготовления карандашей чертежной и канцелярской групп,
  • – для изготовления карандашей канцелярской, школьной и копировальной групп,
  • – в качестве антифрикционных компонентов в твердых смазочных покрытиях при изготовлении ядерных реакторов, механизмов космических кораблей, летательных аппаратов, а также для коллоидно-графитовых препаратов,
  • – в качестве ингредиента электропроводящей резины, изделий порошковой металлургии, графитовых смазочных карандашей и паст, электропроводящих полимерных пленок,
  • – для изготовления консистентных смазок для открытых шестерен прокатных станов, рессор автомобилей и других высоконагруженных узлов трения,
  • – для производства электроугольных изделий,
  • – для изготовления огнеупорных графитокерамических изделий,
  • – для производства первичных химических источников тока,
  • – для припыла рабочих поверхностей форм и стержней при получении отливок сложной конфигурации, требующих особо чистой поверхности,
  • – для припыла рабочих поверхностей форм и стержней при получении отливок средней сложности,
  • – для припыла при получении отливок, не требующих высокой чистоты поверхности,
  • – для изготовления противопригарных покрытий при получении отливок,
  • – в металлургическом производстве,
  • – для изготовления изделий специального назначения,
  • – прочее.

© Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com,

https://ru.wikipedia.org/wiki/Графит#Условия_нахождения_в_природе

  1. Графит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядитГрафит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядитГрафит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядитГрафит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядит
  2. карта сайта
  3. какой цвет натуральный матовый серый темный белый черный графит купить фото кристаллическая решетка химическая формула спб имеет вода тип простое элемент
    свойства форма марки виды строение применение графита цена модификация
    графитом является
    аллотропное видоизменение алмаз графита

Источник: https://xn--80aaafltebbc3auk2aepkhr3ewjpa.xn--p1ai/grafit-tipyi-marki-struktura-svoystva-i-primenenie/

Графитовый – Графит — Википедия

  • Графит. Описание, свойства, происхождение и применение минерала
  • Графит, типы, марки, структура, свойства и применение
  • Графит — Википедия
  • Свойства графита, применение, характеристики, добыча
  • свойства, виды, состав и применение
  • Описание графита. Свойства графита. Применение графита
  • применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядит

 Графит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядитГрафит — минерал из класса самородных элементов, одна из аллотропных модификаций углерода. Распространенный в природе минерал. Встречается обычно в виде отдельных чешуек, пластинок и скоплений, разных по величине и содержанию графита. Различают месторождения кристаллического графита, связанного с магматическими горными породами или кристаллическими сланцами, и скрытокристаллического графита, образовавшегося при метаморфизме углей. 

СТРУКТУРА

Графит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядит

Различают две модификации графита: α-графит (гексагональный P63/mmc) и β-графит (ромбоэдрический R(-3)m). Различаются упаковкой слоёв. У α-графита половина атомов каждого слоя располагается над и под центрами шестиугольника (укладка …АВАВАВА…), а у β-графита каждый четвёртый слой повторяет первый. Ромбоэдрический графит удобно представлять в гексагональных осях, чтобы показать его слоистую структуру.

β-графит в чистом виде не наблюдается, так как является метастабильной фазой. Однако, в природных графитах содержание ромбоэдрической фазы может достигать 30 %. При температуре 2500-3300 К ромбоэдрический графит полностью переходит в гексагональный.

СВОЙСТВА

Графит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядит

Теплопроводность графита от 278,4 до 2435 Вт/(м*К), зависит от марки графита, от направления относительно базисных плоскостей и от температуры.

Электрическая проводимость монокристаллов графита анизотропна, в направлении, параллельном базисной плоскости, близка к металлической, в перпендикулярном — в сотни раз меньше.

Минимальное значение проводимости наблюдается в интервале 300—1300 К, причём положение минимума смещается в область низких температур для совершенных кристаллических структур.

Наивысшую электрическую проводимость имеет рекристаллизованный графит.

Коэффициент теплового расширения графита до 700 К отрицателен в направлении базисных плоскостей (графит сжимается при нагревании), его абсолютное значение с повышением температуры уменьшается.

Выше 700 К коэффициент теплового расширения становится положительным.

Читайте также:  Камень сугилит: магические свойства, кому подходит по знак зодиака, виды, применение, история, украшения из минерала, уход и цена

В направлении, перпендикулярном базисным плоскостям, коэффициент теплового расширения положителен, практически не зависит от температуры и более чем в 20 раз выше среднего абсолютного значения для базисных плоскостей.

Монокристаллы графита диамагнитны, магнитная восприимчивость незначительна в базисной плоскости и велика в ортогональных базисным плоскостях. Коэффициента Холла меняется с положительного на отрицательный при 2400 К.

МОРФОЛОГИЯ

Графит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядит

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Графит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядит

ПРИМЕНЕНИЕ

Графит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядит

Для получения химически активных металлов методом электролиза расплавленных соединений, твёрдых смазочных материалов, в комбинированных жидких и пастообразных смазках, наполнитель пластмасс.

Является замедлителем нейтронов в ядерных реакторах, компонентом состава для изготовления стержней для чёрных графитовых карандашей (в смеси с каолином).

Используется для получения синтетических алмазов, в качестве эталона длины нанометрового диапазона для калибровки сканеров сканирующего туннельного микроскопа и атомно-силового микроскопа, для изготовления контактных щёток и токосъёмников для разнообразных электрических машин, электротранспорта и мостовых подъёмных кранов с троллейным питанием, мощных реостатов, а также прочих устройств, где требуется надёжный подвижный электрический контакт, для изготовления тепловой защиты носовой части боеголовок баллистических ракет и возвращаемых космических аппаратов.

Графит (англ. Graphite) — C

Молекулярный вес 12.01 г/моль
Происхождение названия от др.-греч. γράφω — записывать, писать
IMA статус действителен, описан впервые до 1959 (до IMA)

КЛАССИФИКАЦИЯ

Strunz (8-ое издание) 1/B.02-10
Nickel-Strunz (10-ое издание)

Источник: https://xn—-8sbahrqjcl3ak1a.xn--p1ai/raznoe/grafitovyj-grafit-vikipediya.html

Что такое графит? Формула, свойства и применение графита :

Если вас заинтересовал вопрос о том, что такое графит, вы должны знать, что он представляет собой минерал, который является представителем класса самородных элементов. Это модификация углерода. Структура является слоистой. Расположение слоев в кристаллической решетке разное, это позволяет формировать политипы.

Графит хоть и был известен с давних времен, но определенных сведений об истории его использования не удается получить из-за сходств с другими материалами по типу молибденита. Материал проводит электрический ток. При сравнении с алмазом обладает незначительной твердостью и мягкостью. После воздействия внушительных температур становится тверже, но обретает хрупкость.

Основные свойства

Что такое графит? Если вы тоже задались этим вопросом, то должны знать о некоторых физических свойствах. Например, плотность может достигать 2,23 г/см³. Что касается цвета, то он является темно-серым с металлическим блеском. Структура неплавкая, она устойчива при отсутствии воздуха к нагреванию.

Графит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядит

На ощупь вещество скользкое и жирное. Природный графит содержит примеси глины в объеме 12% и окислы железа. В процессе трения происходит расслаивание на чешуйки, это свойство используется для производства карандашей.

Что такое графит, вы не сможете узнать, если не ознакомитесь с основными характеристиками по типу теплопроводности. Она достигает 354,1 Вт/(м*К), а минимальное значение равно 100.

Конкретная цифра зависит от марки, температуры, а также направления по отношению к базисным плоскостям.

Электрическая проводимость анизотропна. Коэффициент теплового расширения может составить700 К. Теплоемкость варьируется от 300 до 3000К. Графит возгорается при 3500 °C, переходя в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. Но если одновременно с повышением температуры давление увеличивается до 1000 атмосфер, можно получить расплавленный материал.

Кристаллическая решетка

Кристаллическая решетка графита состоит из атомов углерода. Ей присуща слоистая структура, а шаг между слоями равен 0,335 нм. Атомы связаны с тремя другими атомами углерода.

Графит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядит

Решетка может быть двух типов:

  • гексагональная;
  • ромбоэдрическая.

В каждом слое атомы углерода находятся напротив центров шестиугольников в соседних слоях. Их положение повторяется через один. Каждый расположен со сдвигом в горизонтальном направлении на 0,1418 нм

Химические и механические свойства

Задаваясь вопросом о том, что такое графит, вы должны ознакомиться с основными свойствами. Материал химически инертен, он не растворяется в веществах, кроме расплавленных металлов. Это касается тех, у которых высокое плавление. При разбавлении образуются карбиды, самыми важными из которых выступают соединения:

  • с бором;
  • кальцием;
  • железом;
  • титаном;
  • вольфрамом.

При обычных температурах соединить графит с другими веществами довольно трудно, но при воздействии внушительных температур происходит химическое соединение со многими элементами.

Рассматривая свойства графита, вы выделите для себя еще и то, что материал не обладает эластичностью. Но его можно резать и изгибать.

Проволока из него легко закручивается изгибается в спираль, а при вальцевании позволяет добиться 10-процентного удлинения.

Графит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядит

При проверке проволоки на сопротивление на разрыв этот параметр составляет 2 кг/мм2, тогда как модуль изгиба эквивалентен 836 кг/мм2.

Одними из важных свойств являются пластичность и жирность, которые позволили широко использовать материал в промышленности. С увеличением жирности уменьшается коэффициент трения.

От этого зависит возможность использования в качестве смазочного материала. Сегодня применяется еще и способность прилипания графита к твердым поверхностям.

Оптические свойства

Среди свойств графита следует выделить еще и оптические. Коэффициент светопоглощения остается постоянным для всего спектра. На него не влияет температура лучеиспускания тела. Если рассматривать тонкие графитовые нити, то коэффициент светопоглощения будет равен 0,77. Этот параметр уменьшается до 0,55 с увеличением кристаллов графита.

Рассматривая чистый материал, вы отметите, что он обладает незначительным коэффициентом поглощения нейтронов и наивысшим коэффициентом замедления. Благодаря этому появилась возможность использования в атомных реакторах. Без графитовых электродов невозможно было бы развитие цветной и черной химической промышленности.

Графит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядит

Областью применения графита является еще и футеровка электролизеров для получения алюминия. Материалы с высоким содержанием углерода используются для строительства электропечей и других тепловых агрегатов. Графит ложится в основу тиглей и лодочек для сверхтвердых сплавов.

Основные виды

Формула графита выглядит следующим образом: С. Его молярная масса составляет 12 г/моль. Вещество является простым. Это минерал, неметалл, он представляет собой аллотропную модификацию углерода. Среди основных видов следует выделить:

  • тигельный;
  • литейный;
  • аккумуляторный;
  • элементный;
  • для производства стержней;
  • электроугольный;
  • для изготовления смазок.

Первый используется для огнеупорных изделий, он отличается высокой теплопроводностью и устойчивостью к перепадам температур. Применение графита литейного кристаллического вида предусматривает использование материала при отливе деталей. Он имеет низкий коэффициент расширения и обладает прочностью при высоких температурах.

Графит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядит

Аккумуляторная разновидность используется в качестве добавки, а также при производстве электродов. Среди основных характеристик – повышенные химические и технические свойства.

При производстве стержней используется тонкодисперсный графит, который не содержит примесей железа. Для изготовления гальванических элементов применяется элементная разновидность, которая отличается высокой электро- и теплопроводностью.

Серый графит применяется еще и для изготовления электропроводящей резины.

Искусственный графит

Формула графита вам известна, однако это не все, что следует знать, если вы занимаетесь изучением этого вещества. Например, сегодня производится искусственный графит, который может быть мелкозернистым, конструкционным, литейным или антифрикционным. Область использования достаточно широка.

Графит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядит

Материал применяется при изготовлении электрических установок и машин, огнеупорных материалов, на производстве и в области горнодобывающей промышленности. Из искусственного графита изготавливаются краски, а также аккумуляторные батареи и покрытия. Незаменимо вещество в узконаправленных областях по типу ядерной промышленности.

В заключение

В последнее время интерес к описываемому минералу возрос. На основе его волокон изготавливаются материалы по типу углепластика, углеродных волокнистых сорбентов, композиционных материалов на основе углеродного волокна, а также углеродных волокнистых материалов. Особое внимание уделяется углепластику, который применяется в химической промышленности, а также машиностроении.

Источник: https://www.syl.ru/article/368495/chto-takoe-grafit-formula-svoystva-i-primenenie-grafita

Графит: температура плавления, кипения, физические свойства

Графит (от др.-греч. γράφω — пишу) — минерал, неметалл из класса самородных элементов. Гексагональная модификация углерода. Формула: С. Первоначально английские пастухи, открывшие минерал в XVI веке, приняли графит за свинец.

Графит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядит

Блеск металловидный, жирный или графит матовый. Твердость 1-2. Удельный вес 2,09-2,23 г/см3. Пишет на бумаге, пачкает руки. Жирен на ощупь. Цвет железно-черный, стально-серый. Черта черная. Спайность весьма совершенная. Сплошные чешуйчатые, плотные или землистые массы, вкрапления и кристаллы в виде шестиугольных пластинок. Сингония гексагональная.

Физические свойства графита являются следующими:

  1. Не растворяется в кислоте.
  2. Пределы температуры плавления — 3845—3890 °C, кипение начинается при 4200 °C
  3. Во время сжигания 1 кг графита выделяется 7832 ккал тепла.
  4. После нагревания приобретает твердую и хрупкую структуру.

Это далеко не все свойства графита. Есть еще параметры, которые делают этот элемент уникальным.

Графиту присущи следующие характеристики:

  • цвет графита является темно-серым с металлическим отливом,
  • теплоемкость графита составляет 0.720 кДЖ
  • удельное сопротивление графита составляет 800.000 · 10 − 8 (Ом · Метр).

Кристаллы встречаются редко. Кристаллическая структура графита обусловливает его отличия от алмаза — другой аллотропной формы углерода, в котором атомы прочно связаны друг с другом по всем направлениям.

Кристаллическая структура графита определяет и его малую твердость, легкость растирания, ощущение жирности, весьма совершенную спайность, непрозрачность, металловидный блеск, высокую электропроводность.

Отличительные признаки. Для графита характерна небольшая твердость (графит мягкий), графит легко пишет на бумаге, имеет более или менее постоянный стально-серый, железно-черный цвет. Графит можно спутать с молибденитом. В отличие от молибденита графит растирается пальцами в черную пыль (молибденовый блеск растирается в светло-серый порошок).

Химические свойства. С кислотами не взаимодействует. При нагревании с селитрой дает вспышку. Кусочек цинка, помещенный на поверхности графита и смоченный каплей медного купороса, выделяет пятно меди (отличие от молибденита).

Читайте также:  Камень цитрин: свойства и значение, кому подходит по знаку зодиака, виды и цвета, украшения, где добывают и применяют минерал, цена

Разновидность: Шунгит—аморфная разность графита.

Графит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядит

Известные крупные месторождения графита образовались в результате изменения осадочных отложений органогенного происхождения (каменных углей, битумов и т. п.) под действием контактного или глубинного (регионального) метаморфизма.

  • В отдельных случаях графит образовался в результате непосредственной кристаллизации из магм, богатых углеродом, или восстановления известняков, захваченных магматическими породами.
  • Наибольшее практическое значение имеет графит метаморфического происхождения.
  • Встречается в контактовой зоне каменного угля с магматическими породами, в гнейсах, в кристаллических сланцах, в мраморах, в контактах магматических пород с известняками, в виде вкраплений в кислых, средних и основных магматических породах, в пневматолитовых образованиях.

Спутники. В контактах магматических пород с известняками: апатит, флогопит. В пневматолитовых образованиях: кварц, полевой шпат, каолинит, апатит, биотит, титаномагнетит. В гнейсах: каолинит.

Графит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядит

Графит используется очень широко. Можно сказать, что нет ни одной отрасли, где бы он в той или иной степени ни применялся.

Необходим графит главным образом в металлургической промышленности для изготовления огнеупорных тиглей и для покрытия поверхности литейных форм с целью предохранения отливки от пригара формовочной земли; кроме того, в электропромышленности — в производстве электродов и дуговых углей, в производстве карандашей, черных красок, черной копировальной бумаги, типографской краски или же китайской туши.

Используется также как смазочное вещество (в тех случаях, когда вследствие высокого нагрева нельзя применять масла) и в паровых котлах в качестве антинакипного средства. В последнее время применяется для изготовления графитовых блоков «атомных котлов» и изготовления космической техники.

Из графита получают искусственный алмаз. Графитовая жидкость применяется при объемном прессовании деталей автомобилей. Штампы, обволакиваемые этим веществом, обеспечивают высокую чистоту поверхности стальных заготовок, что исключает их последующую обтирку на шлифовальных станках.

Месторождения

  1. Графит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядит
  2. Имеются несколько граффито-носных провинций: Украинская, Уральская, Тунгусская (Ногинское, Курейское), Верхне-Саянская (Ботогольское), Уссурийская и другие.
  3. Крупные месторождения графита имеются в Южной Корее, Мексике (штат Сонора), Малагасийской Республике, Шри-Ланке, Индии, ФРГ и Швеции.

Источник: https://vseprokamni.ru/svoistva/fizicheskie-i-himicheskie-svojstva-granita.html

Свойства графита

  • Характеристики
  • Физические свойства
  • Добыча
  • Применение

Слово графит в переводе с греческого обозначает «пишу». Минерал с таким названием у природе образуется при высокой температуре в вулканических горных породах.

Характеристики графита

Графит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядит

Графит является представителем класса самородных элементов высокой прочности. Его структура обладает большим количеством слоев.

В природе встречается два вида графита:

  • крупнокристаллический,
  • мелкокристаллический.

По величине кристаллов и по их расположению относительно друг друга в природе встречаются следующие типы графитов:

  • явнокристаллические,
  • скрытокристаллические.

У графита структура является достаточно слоистой. Каждый из слоев обладает волнистой формой. Она является слабовыраженной.

Графит представляет собой один из элементов, который состоит преимущественно из кристаллов разных размеров. Они имеют пластичную структуру и небольшие чешуйки по краям. По своей прочности они могут сравниться алмазами.

Кристаллическая решетка графита состоит из большого количества слоев, которые имеют различное расположение относительно друг друга.

Сегодня не редко производится искусственный графит, который создается из смеси различных веществ. Он используется в разных отраслях человеческой жизнедеятельности. Графит, полученный искусственным путем, обладает большим количеством видов.

В современном мире планируется из графита добывать золото. Ученые выяснили, что в одной тонне графита содержится примерно 18 граммов золота. Данное количество золотой руды присуще золотым месторождениям. В настоящее время получать золото из графита есть возможность не только в нашей стране, но и в других государствах мира.

Физические свойства графита

Графит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядит

Одним из главных свойств графита является его способность проводить электрический ток. Его физические свойства отличаются от параметров алмаза тем, что у него не такой высокий уровень твердости. Его структура является изначально довольно мягкой. Однако после нагревания она становится твердой и хрупкой. Материал начинает рассыпаться.

Физические свойства графита являются следующими:

  1. не растворяется в кислоте.
  2. плавление графита при температурах меньше 3800 градусов Цельсия невозможно.
  3. после нагревания приобретает твердую и хрупкую структуру.

Это далеко не все свойства графита. Есть еще параметры, которые делают этот элемент уникальным.

Графиту присущи следующие характеристики:

  • температура плавления графита составляет 3890 градусов Цельсия,
  • цвет графита является темно-серым с металлическим отливом,
  • теплоемкость графита составляет 0.720 кДЖ
  • удельное сопротивление графита составляет 800.000 · 10 − 8 (Ом · Метр).

Внимание: Единственный параметр из всех характеристик графита, который зависит от вида элемента, является теплопроводность графита. Она составляет 278,4 до 2435 Вт/(м*К).

Таблица. Физические свойства графита

ХарактеристикиНаправление потокаТемпература, °С 20200400600800
Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м°С) графита:
— кристаллический || 354,7 308,2
— естественный _|_ 195,4 144,2 112,8 91,9 75,6
— прессованный || 157 118,6 93,0 69,8 63,9
— искусственный с р=1,76 г/см3 _|_ 104,7 81,4 69,8 58,2
— то же, с р=1,55 г/см3 || 130,3 102,3 79,1 63,9 53,5
Сопротивление разрыву σпц, МН/м2  || 14,2 15,2 15,9 16,5 17,6
_|_ 10,3 11,3 12,0 12,5 13,7
Модуль упругости Е, МН/м2  || 5880 7100 7350 7500 7840
_|_ 2700 3040 3200 3630 3920
Удельная теплоемкость с, кДж/(кг0С) 0,71 1,17 1,47 1,68 1,88
Электросопротивление рэ104, Омсм 16 13 11 10 9
Коэффициент линейного расширения α·106, 1/°С || 7,2*1 8,5*2 10,0*3 13,0*4
_|_ 4,0*1 5,5*2 6,8*3 9,3*4
|| 1,8*1 1,55*2 1,45*3 1,40*4

Добыча графита

Добыча графита является сложным процессом. Для этого создано большое количество разновидностей оборудования. Оно используется для добычи и дробления элемента. Залежи графита обычно находятся глубоко под землей. Именно по этой причине чаще всего используются бурильные установки, которые позволяют добраться до месторождения этого элемента.

Графит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядит

Как известно такой материал, как графит обладает большим количеством уникальных качеств. Именно они обуславливают сферы его применения. Благодаря тому. что данный материал обладает устойчивостью к высоким температурам его применяют для производства футеровочных плит.

Применение графита используется и в сфере ядерной промышленности. Там он играет важную роль при замедлении нейтронов.

Получение алмаза из графита тоже возможно. В современном мире есть возможность получать синтетический алмаз, который по своим качествам и внешнему виду будет напоминать природный материал.

Пиролитический графит представляет собой особую форму такого элемента, как графит. Данная его разновидность нашла широкое применение в сфере микроскопических исследований.

Его применяют в качестве калибровочного материала. Чаще всего его используют в сканирующей туннельной микроскопии и в атомно-силовой микроскопии. Данная разновидность графита относится к разряду синтетических.

Его получение возможно при нагревании кокса и пека.

Благодаря графиту можно получать активные металлы с химической точки зрения путем электролиза. Данный метод использования элемента объясняется тем, что у графита достаточно хорошая электропроводность.

При производстве пластмассовых изделий графит тоже нашел свое применение. Его используют для наполнения пластмассы.

Самым известным методом использования графита является производство стержней для обычных простых карандашей, к которым так привыкли люди.

Источник: http://lkmprom.ru/clauses/materialy/grafit-ego-svoystva-i-sfera-primeneniya/

Графит: его свойства

[содержание]

Такой распространенный химический элемент, как углерод, встречается в природе в виде двух полиморфных разновидностей. Эти разновидности – графит и алмаз. Хотя формулы графита и алмаза идентичны, и они являются природными проявлениями одного и того же химического элемента, они довольно резко отличаются по своим физическим свойствам и структуре.

Графит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядит

Графит — камень, который используют в промышленности

Такие различия обусловлены особенностями строения кристаллической решетки графита. Наличие свободных электронов, которые имеет кристаллическая решетка графита, обуславливает его физические свойства.

Свойства графита

Природный графит представляет собой серое вещество, имеющее слабый металлический блеск. Он имеет высокую степень теплопроводности, которая составляет около 3,55 Вт/град/см. Этот показатель в несколько раз выше, нежели у простого глиняного кирпича. Такая высокая теплопроводность объясняется присутствием в его кристаллической решетке подвижных электронов.

Подвижные электроны обуславливают не только высокую теплопроводность элемента, но и такое физическое свойство, как высокая электропроводимость. Удельное сопротивление материала электрическому току составляет от 0,4 до 0,6 Ом. Такой низкий предел электрической сопротивляемости характерен для всех видов и агрегатных состояний, которые он имеет.

Если рассматривать его химические свойства, то он является инертным и неспособен растворяться в химически активных растворах.

Его полное растворение может происходить только в металлах, имеющих высокую точку плавления. При этом процессе образуются карбиды.

Такие химические соединения имеют очень разнообразные химические и физические свойства, которые используются для производства современных твердосплавных материалов.

Карбиды являются основой для производства всех твердых сплавов, которые известны на сегодняшний день. Наиболее часто используются соединения углерода с вольфрамом и титаном. Их применение дает возможность для производства режущего инструмента, который обладает такими эксплуатационными характеристиками, как термическая устойчивость и износостойкость.

Низкий коэффициент трения и устойчивость к действию высоких температур делает его незаменимым материалом для производства изделий, основной функциональной задачей которых является обеспечение герметичности различных соединений. Подобные изделия из графита позволяют изготавливать качественные уплотнительные материалы без применения смол и различных неорганических наполнителей.

Читайте также:  Камень сланец: описание и применение натурального минерала, физические свойства, цвета и виды (горючий, хлоритовый, аспидный, серый, биотитовый, искусственный)

Для этих целей промышленностью выпускается терморасширенный графит. Для его производства используется природный чешуйчатый графит, который обрабатывается неорганическими кислотами. В результате обработки природного чешуйчатого варианта материала получается эластичный и химически инертный образец, используемый для производства набивок и смазок, используемых для герметизации соединений.

Учитывая то, что аллотропная форма углерода характеризуется определенной кристаллической решеткой, он имеет следующие структурные формы:

  • Явнокристаллические
  • Скрытокристаллические
  • Высокодисперсные материалы, называемые углями

Существует классификация, которая разделяет природные графиты по структуре и размерам кристаллов:

  • Плотнокристаллические графиты
  • Чешуйчатые графиты

Искусственный и природный варианты

Скопления этого минерала, которые имеют промышленное значение, находятся в Китае, Корее, Индии и Бразилии. Эти страны являются основными поставщиками природного графита на мировой рынок. Залежи графита разрабатываются на Украине, в России, Чехии. В связи с большой потребностью в данном минерале его природные месторождения неспособны удовлетворить возрастающую популярность.

Графит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядит

Природный вариант этого минерала представляет собой черный порошок, имеющий серебристый оттенок

Преимуществом графита, который получают искусственным путем, является его химическая чистота. Содержание углерода в нем составляет 99%. Наибольшая плотность графита наблюдается в рекристаллизованных вариантах.

Этот вариант производится путем термомеханических и термохимических обработок. Благодаря таким способам обработки значительно повышаются показатели плотности.

Этот показатель крайне важен для теплопроводности материалов.

Из искусственных вариантов этого материала нужно выделить силицированный графит. Этот современный материал получают путем пропитывания пористого графита кремнием. Процесс пропитки производится под действием высокой температуры и давления. В результате такой обработки получается материал, обладающий высокой степенью износостойкости.

Основным достоинством этого материала является низкий коэффициент трения. Этот искусственный вариант используется для производства деталей, работающих при воздействии больших температур, когда не требуется высокая механическая прочность и твердость.

Еще одной разновидностью данного минерала является изостатический графит, получаемый в результате прессования при больших температурах. Основное применение этой разновидности лежит в изготовлении литейных форм. Ее также применяют для производства приборов для нагревания.

Сопротивление при механической резке у этого материала в несколько раз ниже, чем у стали и чугуна. Поэтому изготовление деталей из изостатического графита обходится намного дешевле, чем изготовление аналогичных деталей из других материалов. При этом эксплуатационные характеристики изостатического графита в несколько раз превышают аналоги, которые изготовлены из альтернативных материалов.

Каждая отрасль современной промышленности, которая потребляет этот минерал в качестве исходного сырья для производства определенных изделий, выдвигает свои требования к качеству графита. Поэтому современная промышленность производит достаточно большую номенклатуру сырья на его основе в зависимости от потребностей заказчиков.

Основные сферы применения

Высокая стойкость к температуре, которую имеет природный углерод, обуславливает его основную сферу применения. Это изделия, которые работают в условиях высокой температуры окружающей среды. Например, из них делаются формы, в которых производится закалка различных инструментов.

Графит: применение и физические свойства (температура плавления, формула, тип кристаллической решетки, теплопроводность, удельное сопротивление, плотность, твердость, структура), как выглядит

Графит является основным материалом для производства качественных гальванических элементов

Природный минерал и препараты, его содержащие, являются основой для таких изделий, как формы для литья, огнеупорные лакокрасочные материалы, смазки для подшипников качения и пр.

При изготовлении электродов с положительным зарядом он способствует улучшению электропроводности. Химическая инертность минерала делает его идеальным сырьем для материалов, которые работают в агрессивных средах.

Материалы, изготовленные на его основе, способны без изменения эксплуатационных характеристик работать в тех сферах, где не могут работать другие конструкционные материалы.

Основные марки

Существует следующая классификация марок этого материала:

  • Тигельный
  • Литейный
  • Элементный
  • Карандашный
  • Электроугольный
  • Аккумуляторный

Каждая из этих марок отличается процентным содержанием чистого углерода. Современная промышленность выпускает на основе графита такой инновационный материал, как стеклоуглерод. Этот материал обладает практически нулевой пористостью. Этот показатель крайне важен для эксплуатационных характеристик.

Основная сфера применения лежит в изготовлении химически стойкой посуды. Он способен выдерживать температуры до 3000 градусов. Причем такую температуру он способен выдерживать как в условиях вакуума, так и в условиях агрессивной окружающей среды.

В последнее десятилетие интерес к этому минералу значительно возрос. На основе волокон углерода производятся следующие виды современных материалов:

  • Углеродные волокнистые материалы
  • Углеродные волокнистые сорбенты
  • Углепластики
  • Композиционные материалы на основе углеродного волокна

Особое внимание уделяется использованию углепластиков, которые находят все более широкое применение в машиностроении, химической промышленности и во многих других сферах.

Их применяют в качестве альтернативы металлическим изделиям.

По прочности они не уступают изделиям из металла, а вот по таким параметрам, как коррозионная стойкость и стойкость к высоким температурам, значительно их превосходят.

Источник: https://prostokamni.ru/spisok/grafit.html

Физические свойства углерода C (графита). Теплопроводность графита

Физические свойства графита при температуре от 20 до 800 °С

В таблице представлены физические свойства графита в интервале температуры от 20 до 800 °С.

Свойства указаны в направлении, как параллельно, так и перпендикулярно главной оси кристаллов графита.

Теплопроводность графита указана для следующих типов: кристаллический, естественный, прессованный искусственный. По данным таблицы видно, что теплопроводность графита при увеличении его температуры снижается.

Удельная (массовая) теплоемкость углерода при комнатной температуре составляет величину 710 Дж/(кг·град) и при нагревании увеличивается. Плотность углерода находится в диапазоне от 1400 до 1750 кг/м3.

Даны следующие физические свойства графита различной плотности:

  • теплопроводность графита, Вт/(м·град);
  • сопротивление разрыву, МН/м2;
  • модуль упругости графита, МН/м2;
  • удельная (массовая) теплоемкость, кДж/(кг·град);
  • удельное электрическое сопротивление, Ом·м;
  • коэффициент теплового линейного расширения (КТлР), 1/град.

Свойства углерода (графита) в зависимости от температуры

В таблице представлены теплофизические свойства углерода (графита) в зависимости от температуры. Свойства углерода в таблице указаны при температуре от 100 до 2000К в направлении вдоль (параллельно), так и перпендикулярно главной оси кристаллов углерода.

Приведены следующие свойства углерода (графита):

  • коэффициент теплового линейного расширения (КТлР), 1/град;
  • удельная (массовая) теплоемкость, Дж/(кг·град);
  • коэффициент теплопроводности, Вт/(м·град).

Теплопроводность графита в зависимости от плотности

В таблице представлены значения теплопроводности графита различной плотности при температуре 20 °С. Теплопроводность графита указана при направлении теплового потока вдоль главной оси кристаллов и в размерности Вт/(м·град).

По данным таблицы видно, что теплопроводность графита с увеличением плотности заметно увеличивается. Плотность графита в таблице приведена в размерности 103·кг/м3, то есть в т/м3. Плотность графита изменяется в интервале от 1400 до 1750 кг/м3.

Теплопроводность графита в зависимости от температуры

В таблице представлены значения теплопроводности графита плотностью 1650…1720 кг/м3 в зависимости от температуры.

Теплопроводность графита указана при направлении теплового потока, как вдоль, так и поперек главной оси кристаллов, указано также отношение теплопроводности в этих направлениях (оно постоянно и равно приблизительно 1,5).

Значения теплопроводности графита приведены в интервале температуры от 20 до 1800 °С. По значениям в таблице видно, что теплопроводность графита с увеличением температуры уменьшается.

Теплопроводность реакторного графита плотностью 1700 кг/м3 в зависимости от температуры

В таблице представлены значения теплопроводности реакторного графита плотностью 1700 кг/м3 в зависимости от температуры. Теплопроводность указана в направлении теплового потока, идущего, как параллельно, так и перпендикулярно прессованию графитовых стержней.

Значения теплопроводности реакторного графита приведены в интервале температуры от 100 до 1700 К.

Теплопроводность измельченного графита

В таблице дана теплопроводность измельченного графита (углерода) в зависимости от размера частиц при температуре 20 °С. Размер частиц определялся в зависимости от количества отверстий в сите на 1 квадратный сантиметр (3, 6, 16 отв/см2 и сухая сажа).

Теплопроводность графита указана в размерности Вт/(м·град). Плотность графита в таблице указана в 103·кг/м3, то есть в т/м3.

Теплопроводность слоя графитовых частиц в зависимости от его пористости

В таблице представлены значения теплопроводности слоя графитовых частиц (частиц углерода) при пористости от 0,4 до 0,7. Следует отметить, что при увеличении пористости слоя его теплопроводность снижается.

Коэффициент теплового расширения (КТР) углерода (графита) в зависимости от температуры

В таблице указаны значения коэффициента линейного теплового расширения (КТР) углерода (графита) в зависимости от температуры.

КТР в таблице приводится для различных сортов графита: пиролитический графит, графит на основе нефтяного кокса, графит на основе ламповой сажи.

Коэффициент линейного теплового расширения графита приведен в интервале температуры от 100 до 700 °С в размерности 1/град.

Теплоемкость углерода в зависимости от температуры

В таблице представлены значения теплоемкости углерода в зависимости от температуры. Удельная теплоемкость углерода (графита) указана в интервале температуры от 200 до 2000 К.

Теплоемкость углерода в таблице дана массовая и выражена в размерности кДж/(кг·град). По данным в таблице видно, что теплоемкость углерода с увеличением температуры растет.

Теплоемкость природного углерода (графита) при низких температурах

В таблице даны значения атомной (на 1 моль вещества) и удельной теплоемкости углерода при низких температурах. Теплоемкость углерода (графита) указана в интервале температуры от -260 до 17 °С.

Атомная теплоемкость углерода выражена в размерности Дж/(моль·град). Удельная теплоемкость углерода (массовая — на 1 кг массы) выражена в размерности кДж/(кг·град).

  • По значениям в таблице хорошо видно, что атомная и удельная теплоемкости углерода (графита) с увеличением температуры растут и при очень низких отрицательных температурах.
  • Источники:

Источник: http://thermalinfo.ru/svojstva-materialov/elementy/fizicheskie-svojstva-ugleroda-c-grafita-teploprovodnost-grafita

Ссылка на основную публикацию