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.

Кристалічна решітка

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

Дивіться також:  Велика жовтнева соціалістична революція 1917 року в Росії.

Решітка може бути двох типів:

  • гексагональна;
  • ромбоэдрическая.

У кожному шарі атоми вуглецю знаходяться навпроти центрів шестикутників у сусідніх шарах. Їх становище повторюється через один. Кожен розташований із зсувом в горизонтальному напрямку на 0,1418 нм

Хімічні і механічні властивості

Задаючись питанням 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 висока плавлення. При розведенні утворюються карбіди, найважливішими з яких виступають сполуки:

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

При звичайних температурах з’єднати графіт з іншими речовинами досить важко, але при дії значних температур відбувається хімічне з’єднання з багатьма елементами. Розглядаючи властивості графіту, ви виберіть для себе ще й те, що матеріал не володіє еластичністю. Але його можна різати і згинати. Дріт з нього легко закручується звивається в спіраль, а при вальцевании дозволяє досягти 10-відсоткового подовження.

При перевірці 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 в промисловості. Із збільшенням жирності зменшується коефіцієнт тертя. Від цього залежить можливість використання в якості мастильного матеріалу. Сьогодні застосовується ще і здатність прилипання графіту до твердих поверхонь.

Оптичні властивості

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

Розглядаючи чистий матеріал, ви відмітите, що він володіє незначним коефіцієнтом поглинання нейтронів і найвищим коефіцієнтом уповільнення. Завдяки цьому з’явилася можливість використання в атомних реакторах. Без графітових електродів неможливо було б розвиток кольорової та чорної хімічної промисловості.

Дивіться також:  Нервовий тик у дитини: можливі причини і методи лікування

Область застосування графіту є ще і футеровка електролізерів для одержання алюмінію. Матеріали з високим вмістом вуглецю використовуються для будівництва електропечей та інших теплових агрегатів. Графіт лягає в основу тиглів і човників для надтвердих сплавів.

Основні види

Формула графіту виглядає наступним чином: С. Його молярна маса складає 12 г/моль. Речовина є простим. Це мінерал, металоїд, він являє собою алотропні модифікації вуглецю. Серед основних видів слід виділити:

  • тигель;
  • ливарний;
  • акумуляторний;
  • елементний;
  • для виробництва стрижнів;
  • электроугольный;
  • 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.

Акумуляторна різновид використовується в якості добавки, а також при виробництві електродів. Серед основних характеристик – підвищені хімічні і технічні властивості. При виробництві стрижнів використовується тонкодисперсний графіт, який не містить домішок заліза. Для виготовлення гальванічних елементів застосовується елементна різновид, яка 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 потрібно знати, якщо ви займаєтеся вивченням цієї речовини. Наприклад, сьогодні проводиться штучний графіт, який може бути дрібнозернистим, конструкційних, ливарним або антифрикційним. Область використання досить широка.

Матеріал застосовується при виготовленні електричних установок і машин, вогнетривких матеріалів, на виробництві та в сфері гірничодобувної промисловості. З штучного графіту виготовляються фарби, а також акумуляторні батареї і покриття. Незамінне речовина в вузьконаправлених областях за типом ядерної промисловості.

Висновок

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

Дивіться також:  Скорпіон – це комаха або тварину? Опис та фото