Графіт: температура плавлення, властивості та використання

Гроші 26 липня 2022 Перегляди: 131

Графіт відноситься до мінералів, які відрізняються багатофункціональністю в практичному використанні. Зазвичай прийнято асоціювати його з червоними речовинами, але цим його можливості не обмежуються. У той же час не можна говорити про універсальність використання даного матеріалу, оскільки його прошаркова структура також обумовлює і рамки застосування. І це не кажучи про необхідність створення особливих умов обробки. Справа в тому, що температура плавлення графіту в градусах Цельсія може досягати 2800 ° C, що вимагає задіяння спеціальних потужностей для виготовлення кінцевої продукції.

Властивості графіки

Серед основних експлуатаційних якостей даного мінералу виділяють теплопровідність, здатність виступати провідником електричного струму і м’якість структури, яка, втім, не завжди йде в плюс виробам з графіту. Що стосується теплопровідності, то вона може досягати 2400 Вт/( м * К) і більше. Цей показник залежить від структури і щільності матеріалу. Важливо зазначити, що графіт, температура плавлення якого варіювалася в діапазоні 2500 — 3000 ° C, знаходить більш м’яку структуру. Це може бути сприятливо для подальшого розкриття дротових якостей мінералу, але теплова обробка різко знижує фізичні міцнісні характеристики. У підсумку графіт може бути настільки ж ефективним, як і метал, у процесах електропровідності, але через крихкість буде непридатний до використання в умовах жорсткої механічної експлуатації.

Також мінерал відрізняється реактивністю в контактах з хімічно активними речовинами, серед яких солі та лужні метали. Правда, це залежить від умов, в яких знаходиться графіт. Температура плавлення близько 2800 ° C (при якій мінерал взаємодіє з киснем) може призвести до його згоряння до утворення вуглекислого газу.

Температура плавлення

Спектр температур, за яких можна отримати плавлення графіту, досить різноманітний. Багато залежить, наприклад, від кінцевих завдань даної операції. Діапазон температур визначають також і зовнішні умови, і характеристики складу конкретного мінералу, і застосування в ході термічної обробки додаткових засобів впливу на графіт. Температура плавлення, при якій можливе отримання готового для застосування графіту, варіюється від 2600 до 3800 ° С. Також практикується розрахунок за шкалою Кельвіна. В даному випадку вона досягає вже 4000 ° К, але і це значення може підвищуватися в залежності від показника тиску. Зазвичай плавлення графіту проводиться під тиском 105 — 130 Бар.

Температура кипіння

Потреба в термічній обробці обумовлюється тим, що підприємства прагнуть модифікувати експлуатаційні якості матеріалу з метою створення більш ефективних виробів. Рідше застосовуються методи доведення до кипіння мінералу, але і вони дозволяють покращувати певні властивості структури. Питання про те, яка температура плавлення і температура кипіння графіту, нерідко передбачає вказівку однакового діапазону — від 3800 до 4200 ° С. Нижній поріг визначає стан плавлення, а верхній — кипіння матеріалу. Знову ж таки в залежності від характеристик графіту і його різновиду умови термічного впливу в плані отримання потрібного стану мінералу — кипіння або плавлення — можуть сходитися.

Технології отримання

Практично всі вироби з графіту перед кінцевим використанням піддаються операціям переробки. Спосіб отримання визначає і різновид графітового матеріалу. Як правило, різниця в методах обумовлюється якраз температурним впливом. Так, за допомогою нагріву суміші пеку і коксу отримують ачесонівський графіт. Температура плавлення і кипіння в цьому випадку становитиме 2800 і 4200 ° C відповідно. Термомеханічна методика обробки коксової суміші передбачає вплив з тими ж показниками нагріву — різниця полягає лише в застосуванні карбідоутворюючих компонентів. Низькими показниками температурної обробки відрізняється піролізний метод. У цьому випадку природний графіт модифікується з газоподібних вуглеводнів у вакуумі при 1500 ° C. При цьому поширені і охолоджувальні методи переробки базових сумішей для отримання графіту. До таких технологій належить доменна, в процесі якої відбувається повільне охолодження чавунних мас.

Застосування графіки

Властивості графіту, як вже зазначалося, дозволили йому знайти широке застосування в різних сферах. Його використовують у виготовленні електродів, олівців, захисних засобів, еталонних вимірювальних матеріалів і навіть як мастильну речовину. Термічні якості мінералу визначили його корисність у складі пічних споруд. Наприклад, з графіту роблять футерувальні плити і плавильні тиглі. Але і тут багато залежить від конкретного різновиду, в якому представлений графіт. Температура плавлення деяких видів матеріалу, що становить 2600 ° C, наприклад, не дозволяє застосовувати їх у промислових камерах термічної обробки. Зате електрохімічні якості дозволяють використовувати більшість виробів з графіту як елементи провідникової інфраструктури.

Ув’язнення

Графітові матеріали можна розглядати як гнучку основу для використання в різних галузях. Якості електро- і теплопровідності хоч і сусідять з фізичною крихкістю і скромними показниками механічної надійності, але відкривають широкі можливості для вузькоспеціалізованого застосування мінералу. З точки зору стандартів промислової переробки, температура плавлення графіту в градусах, яка становить в середньому 2800 ° C, не є критичною. Організувати процес плавлення або кипіння матеріалу можуть собі дозволити навіть невеликі підприємства, що займаються виготовленням електрохімічної арматури. Інша справа, що виробництво кінцевих виробів з графіту вимагає не тільки термічної обробки.