Що таке графіт? Формула, властивості та застосування графіки

Якщо вас зацікавило питання про те, що таке графіт, ви повинні знати, що він являє собою мінерал, який є представником класу самородних елементів. Це модифікація вуглецю. Структура є шаркостою. Розташування шарів у кристалічній решітці різне, це дозволяє формувати політипи.

  • Основні властивості
  • Кристалічна решітка
  • Хімічні та механічні властивості
  • Оптичні властивості
  • Основні види
  • Штучний графіт
  • Насамкінець

Графіт хоч і був відомий з давніх часів, але певних відомостей про історію його використання не вдається отримати через подібності з іншими матеріалами за типом молібденіту. Матеріал проводить електричний струм. При порівнянні з алмазом володіє незначною твердістю і м ‘якістю. Після впливу значних температур стає тверіше, але набуває крихкість.

Основні властивості

Що таке графіт? Якщо ви теж задалися цим питанням, то повинні знати про деякі фізичні властивості. Наприклад, щільність може досягати 2,23 г/см. Що стосується кольору, то він є темно-сірим з металевим блиском. Структура неплавка, вона стійка за відсутності повітря до нагрівання.

На дотик речовина слизька і жирна. Природний графіт містить домішки глини в обсязі 12% і окиси заліза. У процесі тертя відбувається розшарування на лусочки, ця властивість використовується для виробництва олівців. Що таке графіт, ви не зможете дізнатися, якщо не ознайомитеся з основними характеристиками за типом теплопровідності. Вона досягає 354,1 Вт/( м * К), а мінімальне значення дорівнює 100. Конкретна цифра залежить від марки, температури, а також напрямку по відношенню до базисних площин.

Електрична провідність анізотропна. Коефіцієнт теплового розширення може становити 700 К. Теплоємність варіюється від 300 до 3000К. Графіт займається при 3500 ° C, переходячи в газоподібний стан, минаючи рідку фазу. Але якщо одночасно з підвищенням температури тиск збільшується до 1000 атмосфер, можна отримати розплавлений матеріал.

Кристалічна решітка

Кристалічна решітка графіту складається з атомів вуглецю. Їй притаманна шаровиста структура, а крок між шарами дорівнює 0,335 нм. Атоми пов ‘язані з трьома іншими атомами вуглецю.

Решітка може бути двох типів:

У кожному шарі атоми вуглецю знаходяться навпроти центрів шестикутників у сусідніх шарах. Їх положення повторюється через один. Кожен розташований зі зрушенням у горизонтальному напрямку на 0,1418 нм

Хімічні та механічні властивості

Ставлячи запитання про те, що таке графіт, ви повинні ознайомитися з основними властивостями. Матеріал хімічно інертний, він не розчиняється в речовинах, крім розплавлених металів. Це стосується тих, у яких високе плавлення. При розбавленні утворюються карбіди, найважливішими з яких виступають з ‘єднання:

  • з бором;
  • кальцієм;
  • залізом;
  • титаном;
  • вольфрамом.

При звичайних температурах з ‘єднати графіт з іншими речовинами досить важко, але при впливі значних температур відбувається хімічна сполука з багатьма елементами. Розглядаючи властивості графіту, ви виділите для себе ще й те, що матеріал не володіє еластичністю. Але його можна різати і згинати. Дріт з нього легко закручується згинається в спіраль, а при вальцюванні дозволяє домогтися 10-відсоткового подовження.

Під час перевірки дроту на опір на розрив цей параметр становить 2 кг/мм2, тоді як модуль вигину еквівалентний 836 кг/мм2. Одними з важливих властивостей є пластичність і жирність, які дозволили широко використовувати матеріал у промисловості. Зі збільшенням жирності зменшується коефіцієнт тертя. Від цього залежить можливість використання як мастильного матеріалу. Сьогодні застосовується ще й здатність прилипання графіту до твердих поверхонь.

Оптичні властивості

Серед властивостей графіту слід виділити ще й оптичні. Коефіцієнт світлопоглинання залишається постійним для всього спектру. На нього не впливає температура променевипускання тіла. Якщо розглядати тонкі графітові нитки, то коефіцієнт світлопоглинання дорівнюватиме 0,77. Цей параметр зменшується до 0,55 з збільшенням кристалів графіту.

Розглядаючи чистий матеріал, ви зазначите, що він володіє незначним коефіцієнтом поглинання нейтронів і найвищим коефіцієнтом уповільнення. Завдяки цьому з ‘явилася можливість використання в атомних реакторах. Без графітових електродів неможливий був би розвиток кольорової та чорної хімічної промисловості.

Областю застосування графіту є ще й футерівка електролізерів для отримання алюмінію. Матеріали з високим вмістом вуглецю використовуються для будівництва електропечей та інших теплових агрегатів. Графіт лягає в основу тиглів і лодочок для надтвердих сплавів.

Основні види

Формула графіту виглядає наступним чином: С. Його молярна маса становить 12 г/моль. Речовина є простою. Це мінерал, неметал, він є аллотропною модифікацією вуглецю. Серед основних видів слід виділити:

  • тигельний;
  • ливарний;
  • акумуляторний;
  • елементний;
  • для виробництва стрижнів;
  • електрокутний;
  • для виготовлення мастил.

Перший використовується для вогнетривких виробів, він відрізняється високою теплопровідністю і стійкістю до перепадів температур. Застосування графіту ливарного кристалічного виду передбачає використання матеріалу при відливі деталей. Він має низький коефіцієнт розширення і володіє міцністю при високих температурах.

Акумуляторний різновид використовується в якості добавки, а також при виробництві електродів. Серед основних характеристик – підвищені хімічні та технічні властивості. При виробництві стрижнів використовується тонкодисперсний графіт, який не містить домішок заліза. Для виготовлення гальванічних елементів застосовується елементний різновид, який відрізняється високою електро- і теплопровідністю. Сірий графіт застосовується ще й для виготовлення електропровідної гуми.

Штучний графіт

Формула графіту вам відома, однак це не все, що слід знати, якщо ви займаєтеся вивченням цієї речовини. Наприклад, сьогодні виробляється штучний графіт, який може бути дрібнозернистим, конструкційним, ливарним або антифрикційним. Область використання досить широка.

Матеріал застосовується при виготовленні електричних установок і машин, вогнетривких матеріалів, на виробництві та в галузі гірничодобувної промисловості. Зі штучного графіту виготовляються фарби, а також акумуляторні батареї і покриття. Незамінна речовина у вузькоспрямованих областях за типом ядерної промисловості.

Насамкінець

Останнім часом інтерес до описуваного мінералу зріс. На основі його волокон виготовляються матеріали за типом вуглепластику, вуглецевих волокнистих сорбентів, композиційних матеріалів на основі вуглецевого волокна, а також вуглецевих волокнистих матеріалів. Особлива увага приділяється вуглепластику, який застосовується в хімічній промисловості, а також машинобудуванні.

Що таке графіт? Формула, властивості та застосування графіту

Якщо вас зацікавило питання про те, що таке графіт, ви повинні знати, що він являє собою мінерал, який є представником класу самородних елементів. Це модифікація вуглецю. Структура є шаруватої. Розташування шарів у кристалічній решітці різне, це дозволяє формувати політіпії.

Графіт хоч і був відомий з давніх часів, але певних відомостей про історію його використання не вдається отримати з-за схожості з іншими матеріалами за типом молібденіту. Матеріал проводить електричний струм. При порівнянні з алмазом володіє незначною твердістю і м’якістю. Після впливу значних температур стає твердішим, але набуває крихкість.

Основні властивості

Що таке графіт? Якщо ви теж задалися цим питанням, то повинні знати про деяких фізичних властивостях. Наприклад, щільність може досягати 2,23 г/см3. Що стосується кольору, то він є темно-сірим з металевим блиском. Структура неплавкая, вона стійка при відсутності повітря до нагрівання.

На дотик речовину слизьке і жирне. Природний графіт містить домішки глини в обсязі 12% і оксиди заліза. В процесі тертя відбувається розшарування на лусочки, це властивість використовується для виробництва олівців. Що таке графіт, ви не зможете дізнатися, якщо не ознайомитеся з основними характеристиками за типом теплопровідності. Вона досягає 354,1 Вт/(м*К), а мінімальне значення дорівнює 100. Конкретна цифра залежить від марки, температури, а також напрямки по відношенню до базисних площинах.

Електрична провідність анизотропна. Коефіцієнт теплового розширення може составить700 К. Теплоємність варіюється від 300 до 3000К. Графіт загоряється при 3500 °C, переходячи в газоподібний стан, минаючи рідку фазу. Але якщо одночасно з підвищенням температури тиск збільшується до 1000 атмосфер, можна отримати розплавлений матеріал.