Графит: особенности, получение, применение

21.04.2021 13:12

Графит – это природный минерал темно-серого цвета с металлическим блеском. Он имеет слоистую структуру и представляет собой аллотропную модификацию углерода. Производство графита осуществляется из графитовых руд или искусственным путем.

Химическая формула минерала идентична алмазу, однако в их физических свойствах имеются радикальные отличия. Все дело в ином строении кристаллической решетки: у графита она имеет гексагональную слоистую структуру со слабыми связями между уровнями.

Особенности вещества

Графит обладает следующими физико-механическими свойствами:

• хорошая электропроводимость;
• высокая теплопроводность;
• низкая твердость;
• достаточная мягкость;
• низкий коэффициент трения;
• стойкость к термоударам;
• высокая точка плавления.

Минерал инертен по отношению к химически активным жидкостям, газам, твердым веществам. Плотность его варьируется от 2,08 до 2,23 г/см³. При обычном нагревании он переходит из твердого состояния сразу в газоообразную фазу, без промежуточного жидкого состояния.

Как получают графит?

В природе минерал встречается в магматических и кристаллических горных породах. В графитовых рудах содержатся различные примеси, поэтому для получения продукции нужной чистоты проводят обогащение сырья.

Искусственный минерал производят путем различных термохимических и термомеханических воздействий на исходное сырье. Чаще всего производитель графита использует смесь кокса и песка, которую подвергают нескольким циклам обжига и кристаллизации.

Что производят из этого материала?

Вещество востребовано в металлургии, электротехнике, приборо-, машиностроении. Оно необходимо для производства твердых и пастообразных смазочных материалов, изготовления лабораторной посуды, керамических и других изделий. На стоимость графитового сырья и предметов из него влияет:

• внешний вид;
• плотность;
• химическая чистота.

Чем выше содержание углерода в продукции, тем она дороже.

Минерал используется для производства науглероживателя – специализированного углеродосодержащего материала с низким содержанием азота. Он необходим для выплавки определенных марок стальных сплавов, производства углеграфитовой продукции, изготовления графитопластов.

Выпуск графитовых анодов и катодов – еще одна сфера применения материала:

• аноды применяются в электролитических ваннах для получения хлора, каустической соды, хлоратов;
• катоды являются частью систем катодной защиты, предотвращающих коррозии металлоконструкций.

Минерал востребован для производства графитовых электродов – расходного материала для сварки металлов и сплавов, который также используют в электроплавильных печах для ввода электроэнергии.

Минерал применяется в производстве контактных щеток, токосъемников для всевозможных электрических установок и транспортных средств, он обеспечивает надежный подвижный контакт. В ядерной энергетике графит нужен в качестве замедлителя нейтронов.

Из вторичного сырья и отбракованной продукции делают графитовую крошку (порошок), а также гранулят. Такой углеродный материал востребован для изготовления огнеупорной продукции. Он нужен для изготовления тиглей, других подобных емкостей, устройства кислотостойкой футеровки печей, форсунок, горелок, литейных форм. Его используют в производстве огнеупорного кирпича, пенополистирольного графитового фасадного утеплителя.