Grafit je ekologický materiál s jedinečnými vlastnostmi. Je nezbytný pro mnoho high-tech aplikací. Jeho roční tempo růstu je konstantní – kolem 5 %. Vzhledem k jeho ekonomickému významu a skutečnosti, že téměř veškerá současná těžební kapacita grafitu je soustředěna v Číně, je v Evropské unii a Spojených státech klasifikován jako strategický minerál.
Slibné vlastnosti grafitu:
- Vysoká tepelná odolnost;
- Tepelná odolnost při teplotách nad 3000 °C (bez kyslíku);
- Netaje za normálního tlaku, ale sublimuje při 3.652 XNUMX °C;
- Oxidace začíná při teplotě přibližně 500 °C – 600 °C;
- Vynikající vodivost tepla a elektřiny;
- Mezi vrstvy grafenu lze vložit další molekuly;
- Schopnost ukládat energii (lithium-iontové baterie);
- Velmi dobré přirozené mazání při oslabování vazeb mezi jednotlivými vrstvami;
- Interkalovaný (expandovaný) grafit je vynikajícím adsorbentem pro ropné produkty;
- Grafit mohou ovlivnit pouze silně oxidující kyseliny a halogeny (F, Cl, Br, J): je velmi odolný vůči korozi;
- Měkké a pružné;
- Šedá, černá, ocelová barva, jemná černá (tužka);
- Černá a šedá barva (tužka);
- Netoxický, chemicky inertní.
Aplikace grafitu
Díky svým jedinečným vlastnostem lze grafit použít v různých oblastech:
<strong><em>Žáruvzdorné materiály</em></strong>
Žáruvzdorný průmysl je největším spotřebitelem grafitu. Spotřebuje přibližně polovinu produkce přírodního grafitu. Pro žáruvzdorný průmysl jsou atraktivní takové vlastnosti grafitu, jako je tepelná odolnost v kombinaci s vysokou odolností vůči tepelným šokům.
<strong><em>Mazivo</em></strong>
Ve vysokoteplotních mazivech je grafit hlavní složkou, zejména v procesech tváření kovů za tepla:
- maziva na bázi grafitu pro kování;
- maziva na bázi grafitu pro silně zatížené třecí jednotky;
- maziva na bázi grafitu používaná při výrobě motorů;
- Maziva na bázi grafitu pro výrobu bezešvých trubek.
<em>Baterie / Energetické systémy</em>
Grafit má vynikající elektrickou vodivost a schopnost akumulovat molekuly mezi jednotlivými vrstvami grafenu. Tyto vlastnosti se využívají v energetice:
- alkalické manganové baterie;
- lithium-iontové/lithium-polymerové baterie;
- palivové články.
<strong><em>Speciální oblasti použití:</em></strong>
- Uhlíkové kartáče;
- Třecí materiály, jako například brzdové obložení;
- Prášková metalurgie;
- Slévárny;
- Výroba tužek;
- Výroba těsnění.
<strong><em>Grafit ve sloučeninách</em></strong>
Grafit se používá jako přísada do polymerů k dosažení vlastností, jako je antistatické chování plastů. Dvě hlavní oblasti použití jsou:
- grafit jako antistatická nebo vodivá přísada;
- Grafit jako blokátor infračerveného záření v izolačních materiálech.
Co je grafit?
Grafit je jednou z alotropních forem uhlíku, což je šestý prvek v periodické tabulce prvků.
Minerál grafit byl pojmenován v roce 1789 z řeckého slova „grafein“, což znamená „psát“. Obvykle vzniká procesem metamorfózy z organického uhlíkatého materiálu, ale občas hydrotermálními nebo jinými geologickými procesy.
<strong>Druhy přírodního grafitu</strong>
Přírodní grafit lze rozdělit na 3 typy:
- Krystalický vločkový grafit Vyskytuje se jako rozptýlené, ploché, deskovité částice. Z ekonomického hlediska je nejdůležitější formou přírodního grafitu, protože jeho vlastnosti se blíží vlastnostem ideálního grafitu. Vločkový grafit se nachází v několika ložiskách po celém světě. Je široce používán v průmyslu.
- Аmorfický grafit skládá se z malých částic grafitu tvořených z mikro až nano krystalitů. Amorfní grafit je běžně spojován s ložisky uhlí a nachází se po celém světě. Běžným využitím amorfního grafitu je metalurgie.
- Hustě krystalický (žilný) grafit Je hydrotermálního původu a nachází se v horninových puklinách ve formě žil o tloušťce 0 až desítek centimetrů. Tento grafit má velmi vysoký stupeň čistoty. Obsah grafitu je až >99 %. Žilný grafit je poměrně vzácný. Jediný podnik na jeho těžbu se v současnosti nachází na Srí Lance. Objemy těžby jsou velmi malé. Takový grafit se používá například v uhlíkových kartáčích.
- Co je grafit?
- Vlastnosti grafitu
- Trh s grafitem
Grafit (z řeckého γράφω – psát), minerál třídy nativních prvků, jedna z polymorfních modifikací uhlíku, stabilní v podmínkách zemské kůry. Krystalizuje v hexagonální soustavě, vrstvené struktuře. Přírodní grafit obvykle obsahuje nečistoty H, N, CO2, CO, CH4, také našel H2ACH2S,NH3, organická hmota; při spalování zůstávají v popelu částečně nebo zcela Si, Al, Fe, Mg, Ca mohou být přítomny S, P, Cu, Ni, Mo, Mn, dále Be, Ti, Ge, V, ušlechtilé kovy atd.; ., stejně jako mechanické nečistoty jílů, oxidy Fe atd.
Formy umístění. Vlastnosti
Dobře tvarované krystaly ve formě šestihranných tablet jsou vzácné. Grafit obvykle tvoří šupinaté, lamelární, foliované nebo kryptokrystalické agregáty, méně často radiálně zářivé nebo koncentricko-zonální precipitáty. Paramorfózy z diamantu jsou známé. Barva: stříbrnošedá (až černá); Barva linky je černá lesklá. Neprůhledný; kovový lesk (do matného). Mohsova tvrdost 1–2; hustota 2,09–2,23 g/cm3. Dekolt je velmi dokonalý. Pružné v tenkých listech. Snadno rozpoznatelné podle barvy, velmi nízké tvrdosti a mastné na dotek; Špiní si ruce.
Původ. Místo narození
Rozšířený minerál metamorfovaných hornin, ve kterých tvoří velké akumulace. Nachází se také ve vyvřelých horninách, hydrotermálních žilách a skarnech. Akcesorický minerál meteoritů. Velká ložiska grafitu vznikla v důsledku pyrolýzy uhlí tepelným vlivem lapačů na uhelných ložiskách tunguzské syneklízy sibiřské platformy . Významná ložiska grafitu jsou známa na Srí Lance (skupina ložisek grafitu na Cejlonu), v Kanadě (Buckingham a Grenville v provincii Quebec; Black Donald v provincii Ontario), na Ukrajině (Zavaljevskoje, Petrovskoje) aj.; v Rusku byla ložiska grafitu identifikována v Židovské autonomní oblasti (ložisko Sojuznoe je největší z hlediska zásob v zemi), v Burjatsku (ložisko Botogol je jedinečné kvalitou grafitových rud) a také v Čeljabinsku (Taiginskoe , Boevskoye field), Sverdlovsk (Murzinskoye field), regiony, Krasnojarské území (Kureyskoye field) , Turukhansky okres; Noginskoje pole, okres Evenki).
Výroba umělého grafitu
Umělý grafit se vyrábí především ohřevem na 2500–3000 °C v elektrických pecích směsí jemně mletého koksu (obvykle ropný koks, méně často břidlicového koksu, smoly apod.) a uhlíkových pojiv (například černouhelný dehet nebo dehet) ; se směsným poměrem 60–80 % koksu a 40–20 % pojiva. Směs se nejprve lisuje pod tlakem, poté se buď předpálí při 1000–1300 °C, nebo se přímo podrobí vysokoteplotnímu zpracování, v jehož důsledku získá výsledný grafit (elektrografit) homogenní mikrokrystalickou trojrozměrně uspořádanou strukturu. Grafit se vyrábí také termomechanickým zpracováním směsi obsahující koks, smůlu, přírodní grafit a karbidotvorné prvky – Ti, Zr, Si atd. (rekrystalizovaný grafit), nebo pyrolýzou plynných uhlovodíků (pyrografit). Mezi odrůdy umělého grafitu patří vysokopecní grafit (vysrážený při pomalém ochlazování velkých mas litiny) a karbidový grafit (vzniká při tepelném rozkladu karbidů obsažených ve slitinách).
Speciální vlastnosti grafitu. Aplikace
Grafit je elektricky vodivý, má vysokou tepelnou vodivost, odolnost proti tepelným šokům (zejména umělý grafit), nízký koeficient lineární tepelné roztažnosti, za zvýšených teplot snadno reaguje s mnoha kovy, je inertní vůči některým agresivním činidlům (kyseliny, organické sloučeniny, atd.). atd.). Grafit je moderátor neutronů. Používá se jako konstrukční materiál v raketové a kosmické technice, jaderné energetice, letectví, metalurgickém, polovodičovém, chemickém průmyslu, k výrobě tužek, mazadel atd. Velké vláknité a lamelární grafitové precipitáty, agregáty zajímavého tvaru (včetně radiálně-zářivého) , krystaly a jejich srůsty mají sběratelskou hodnotu.
Publikováno 23. května 2022 v 20:12 (GMT+3). Naposledy aktualizováno 23. května 2022 v 20:12 (GMT+3). Kontaktujte redakci
