Графіт температура плавлення, властивості та застосування
Графіт відноситься до мінералів, що відрізняються багатофункціональністю в практичному використанні. Зазвичай прийнято асоціювати його з барвниками, але цим його можливості не обмежуються. У той же час не можна говорити про універсальність використання даного матеріалу, оскільки його шарувата структура також зумовлює рамки застосування. І це не говорячи про необхідність створення особливих умов обробки. Справа в тому, що температура плавлення графіту в градусах Цельсія може досягати 2800 ° C, що вимагає використання спеціальних потужностей для виготовлення кінцевої продукції.
Властивості графіту
Серед основних експлуатаційних якостей даного мінералу виділяють теплопровідність, здатність виступати провідником електричного струму та м'якість структури, яка, втім, не завжди йде плюс виробам з графіту. Що ж до теплопровідності, вона може досягати 2400 Вт/(м*К) і більше. Цей показник залежить від структури та щільності матеріалу. Важливо відзначити, що графіт, температура плавлення якого варіювалася в діапазоні 2500 – 3000 °C, набуває більш м'якої структури. Це може бути сприятливо для подальшого розкриття провідних якостей мінералу, але теплова обробка різко знижує фізичні характеристики міцності. У результаті графіт може бути настільки ж ефективним, як і метал, в процесах електропровідності, але через тендітність 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. Щоправда, це залежить від умов, у яких знаходиться графіт. Температура плавлення 2800 °C (при якіймінерал взаємодіє з киснем) може призвести до його згоряння до утворення вуглекислого газу.
Температура плавлення
Спектр температур, за яких можна отримати плавлення графіту, дуже різноманітний. Багато залежить, наприклад, від кінцевих завдань цієї операції. Діапазон температур визначають також 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 застосування графіту, варіюється від 2600 до 3800 °С. Також практикується розрахунок за шкалою Кельвіна. У разі вона досягає вже 4000° До, але це значення може підвищуватися залежно від показника тиску. Зазвичай плавлення графіту проводиться під тиском 105 – 130 бар.
Температура кипіння
Потреба термічної обробки обумовлюється тим, що підприємства прагнуть модифікувати експлуатаційні якості матеріалу з метою створення ефективніших виробів. Рідше застосовуються методи доведення до кипіння мінералу, але вони дозволяють поліпшувати певні властивості структури. Питання, яка температура плавлення і температура кипіння графіту, нерідко передбачає вказівку однакового діапазону – від 3800 до 4200 °З. Нижній поріг визначає стан плавлення, а верхній – кипіння матеріалу. Знову ж таки залежно від характеристик графіту та його різновиду умови термічного впливу щодо отримання потрібного стану мінералу – кипіння чи плавлення - можуть сходитися.
Технології отримання
Майже всі вироби з графіту перед кінцевим використанням піддаються операціям переробки. Спосіб отримання визначає різновид графітового матеріалу. Якправило, різниця в методах обумовлюється якраз температурним впливом. Так, за допомогою нагрівання суміші пеку та коксу отримують ачесонівський графіт. Температура плавлення та кипіння у цьому випадку становитиме 2800 і 4200 °C відповідно. Термомеханічна методика обробки коксової суміші передбачає вплив із тими самими показниками нагріву – різниця полягає лише у застосуванні карбідоутворюючих компонентів. Низькими показниками температурної обробки відрізняється піролізний метод. У цьому випадку природний графіт модифікується із газоподібних вуглеводнів у вакуумі при 1500 °C. При цьому поширені та охолодні методи переробки базових сумішей для отримання графіту. До таких технологій відноситься доменна, у процесі якої відбувається повільне охолодження чавунних мас.
Застосування графіту
Властивості графіту, як зазначалося, дозволили йому знайти широке застосування у різних сферах. Його використовують у виготовленні електродів, олівців, захисних засобів, еталонних вимірювальних матеріалів і навіть як мастило. Термічні якості мінералу визначили його корисність у складі пічних споруд. Наприклад, з графіту виготовляють 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. Натомість електрохімічні якості дозволяють використовувати більшість виробів із графіту як елементи провідникової інфраструктури.
Висновок
Графітові матеріали можна як гнучку основу для використання у різних галузях. Якості електро- та теплопровідностіхоч і є сусідами 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 чи кипіння матеріалу можуть собі дозволити навіть невеликі підприємства, що займаються виготовленням електрохімічної арматури. Інша річ, що виробництво кінцевих виробів із графіту потребує не лише термічної обробки.