Графит: свойства и скрытые возможности

«Первое знакомство» с графитом происходит в раннем детстве. Все ведь держали в руках карандаши. Ведь ими можно писать даже на обоях – рисунок легко уберется ластиком раньше, чем заметят родители. Но сфера применения природного и искусственного графита намного шире, чем производство простых карандашей:

• Из него делают электроды для сварки и плавки;
• Включают в состав пластмасс;
• Изделия из графита используются в футеровочных плитах и плавильных установках;
• Он – незаменимый участник ядерных реакций;
• Часть сканнеров и микроскопов;
• Также графит является сырьем для изготовления искусственных алмазов, а ученые утверждают, что из него можно добывать золото и платину.

Широта возможностей материала во многом обусловлена его структурой, химическими и физическими характеристиками.

Формула и свойства графита

Графит – это аллотропная природная модификация углерода. К этой же группе относится и алмаз. Два таких разных по внешнему виду и ценности материала имеют сходную химическую формулу, но разную последовательность соединения атомов в нем. Она же и обусловливает основные характеристики графита:

• Тугоплавкость. Минерал меняет свою форму лишь при 3800 градусах;
• Нерастворимость. На его состояние не влияют ни вода, ни масла;
• Отрицательный коэффициент расширения. Искусственный графит при нагревании сжимается;
• Высокая электропроводность, что обусловливает его применение в качестве электродов и токосъемных элементах;
• Теплопроводность полностью зависит от марки графита. Так, в футеровочных плитах используется прессованный материал, основой которого является искусственный графит, а тот самый серый карандаш такой способностью не обладает;
• Цвет минерала также зависит от его вида – от темно-серого до светлого с металлическим отливом.

Помимо добычи материала из руды, производители графита используют технологии получения его из угля, кокса и пека. Искусственная форма мало чем отличается от природной, как по химическому составу, так и по физическим свойствам.

Виды графита

Плотность и структура минерала определяют его характеристики и сферы применения. Поэтому в производстве графита чаще всего используется именно такая классификация:

• Плотнокристаллический – он обладает структурой, наиболее близкой к алмазу. Почти не содержит технических жиров и непластичен. Его используют в футеровочных печах, микроскопах и другой технике.
• Чешуйчатый - природный графит. Кристаллы углерода в нем прилегают друг к другу рыхло и свободно, имеют разную величину и форму. Этот вид графита жирный, с выраженным металлическим блеском, легко крошится и создает пленки на поверхности. В описании этого вида часто присутствует собственная классификация по размеру частиц. Тонкие фракции идут на изготовление карандашей, более крупные – на изготовление смазочных материалов и реактивов.
• Аморфный графит – искусственный графит. Он не имеет четкой, упорядоченной структуры кристаллов, от того и сфера его использования самая широкая – в электродах, реакторах, пластмассах.

В России наиболее распространен аморфный вид. В то время как для изготовления плотнокристаллического приходится использовать технологии искусственного синтеза.

Изготовление графита

Производство минерала требует использования мощных печей и установок – только они помогают добиться структуры, сходной с природной. Способов же применяется несколько:

• Доменный – путем медленного охлаждения чугуна;
• Ачесоновский метод – нагревание смеси кокса и пеки до 2800-3000 градусов;
• Пиролитический – из газообразных углеводородов.

Компания «Донкарб Графит» изготавливает фасонные изделия из искусственного графита, располагает собственным оборудованием, позволяющим производить плотно-кристаллический материал из природного газа. В «Донкарб Графит» можно заказать графит для любых нужд, от производства минеральных удобрений до атомной электростанции.