El grafito es un mineral, una modificación cristalina estable del carbono. Conserva sus propiedades originales en condiciones estándar. El material es refractario, suficientemente denso y tiene una alta conductividad eléctrica. Resulta calentando antracita sin acceso de aire. Se utiliza en fundiciones, en la fabricación de acero, así como para la lubricación en la producción de laminación. Pero estas áreas no cubren todas las áreas de uso.
Características básicas
Si te interesa la pregunta de cuál es la densidad del grafito, debes saber que este parámetro es de 2230 kg/m3. Otra forma alotrópica de carbono es el diamante, por lo que a veces se le compara con el grafito. Este último tiene características conductoras de electricidad y actúa como un semimetal. Esta propiedad se ha introducido en el proceso de fabricación de electrodos.
La densidad del grafito no es todo lo que necesitas saber si estás interesado en este mineral. Hay otras propiedades a considerar también. Por ejemplo, esta modificación cristalina del carbono no se funde, pero cuandoexpuesto a una temperatura de 3500 °C se enciende. El material pasa a la fase líquida, pasando al estado gaseoso.
Sin embargo, si las condiciones prevén un aumento de la presión de hasta 90 MPa, así como de la temperatura, se puede lograr la fusión. Este descubrimiento se realizó mientras estudiaban las propiedades del diamante cuando intentaban sintetizarlo. Pero no fue posible obtener este material a partir de grafito fundido.
Retícula cristalina
La red cristalina del grafito prevé la presencia de átomos de carbono. Tiene una estructura en capas. La distancia entre capas individuales puede alcanzar los 0,335 nm. En la red, los átomos de carbono se enlazan con otros tres átomos de carbono.
La red puede ser hexagonal y romboédrica. En cada capa, los átomos de carbono están ubicados frente a las partes centrales de los hexágonos. Estos últimos están en capas adyacentes, luego se repite la posición de las capas, lo que sucede después de una.
Producción de grafito artificial
El grafito y sus propiedades no es lo único que debes saber si estás interesado en este mineral. También es importante preguntar sobre la producción de una variedad artificial. Se diferencia de un material natural en que la síntesis produce una sustancia con parámetros específicos.
Los residuos de coque de petróleo y arena de carbón se utilizan en la producción. Se cuece una mezcla de elementos de grano fino y luego se enfría durante unas 5 semanas. El impacto de la temperatura en la primera etapa va acompañado de suhasta 1200 °C.
Para aumentar la densidad teórica del grafito, las piezas se impregnan con arena. En la etapa final, se lleva a cabo la grafitización, que implica el tratamiento térmico del material en un horno especial, donde la temperatura alcanza los 3000 °C. En este caso, es posible formar una red cristalina.
Este grafito tiene una alta conductividad térmica y una excelente conductividad eléctrica. La anisotropía de propiedades es inherente a un mineral obtenido por extrusión. Hoy en día, se utiliza una tecnología más nueva, que se llama prensado isostático. Esto hace posible producir un material que tiene un bajo coeficiente de fricción. Tiene propiedades isotrópicas.
La densidad del grafito (g/cm3), que se obtiene durante el proceso de extrusión, alcanza los 2,23, el mismo indicador para la variedad recristalizada isostática, dependiendo de la marca, puede alcanzar los 5 g/cm 3. Dicho material se utiliza para la fabricación de piezas en bruto de gran tamaño, cuya longitud y diámetro son de 1000 y 500 mm, respectivamente, así como para la producción de piezas de fundición y moldes que tienen propiedades antifricción.
Principales marcas
Hoy se utiliza la posibilidad de síntesis con diferentes granulometrías. Como resultado, el grafito se puede clasificar en:
- grueso;
- medio;
- de grano fino;
- de grano fino.
Los elementos del primero alcanzan un diámetro de 3.000 micras. Si estamos hablando de una variedad de grano medio, el tamaño del grano es de 500µm. Se distingue MPG de grado de grafito de grano fino con un tamaño de grano de hasta 50 micras. También existe un mineral isotrópico de grano fino de la marca MIG-1, cuyas partículas tienen tamaños de 30 a 150 micras. El grafito de grano fino y el grafito isostático tienen granos de hasta 30 micras de tamaño, su diámetro mínimo es de 1 micra.
Uso de grafito artificial
Ya conoces la densidad del grafito. Sin embargo, también es importante estudiar el área de uso de la variedad artificial. Se aplica en todas las industrias. Los electrodos están hechos de grano grueso. La estructura de grano fino se destina a la producción de productos conformados que tienen una forma compleja.
El uso de un mineral artificial permitió lograr una alta precisión en la fabricación de piezas. Hoy en día, se producen equipos que cumplen plenamente con los estándares de este siglo.
Información adicional sobre densidad y dilatación térmica
Dependiendo del aditivo, la mayor densidad de grafito puede ser 5g/cm3. El valor mínimo es 2. Es inherente al grafito recristalizado. Los monocristales tienen una alta anisotropía, esto se debe a la estructura de la red cristalina. En los planos basales, la dilatación térmica es negativa hasta los 427 °C. Esto sugiere que el mineral se está encogiendo.
Al aumentar la temperatura, su valor absoluto disminuye. En el nivel de temperatura anterior, la expansión térmica es positiva. Esodirigida perpendicularmente a los planos basales. El coeficiente de expansión de temperatura es casi independiente de la temperatura y excede el valor en más de 20 veces en comparación con el coeficiente absoluto promedio para los planos basales.
Qué más necesita saber sobre la durabilidad
La fuerza y la densidad del grafito cambian con el aumento de la temperatura. Para la mayoría de los grafitos artificiales, la resistencia a la tracción aumenta en un factor de 2,5 al aumentar la temperatura. El valor máximo alcanza los 2800 °C.
La resistencia a la compresión aumenta 1,6 veces cuando la temperatura alcanza los 2.200 °C. Los módulos de cizallamiento y elasticidad aumentan 1,6 veces cuando la temperatura alcanza los 1.600 °C.
En conclusión
La forma define las variedades de grafito, que pueden ser: lamelar, escamoso y esférico. Flake también se llama recocido de carbono. El grafito también es un componente microestructural del hierro dúctil gris maleable y del hierro fundido con grafito compactado. En este caso, está compuesto de carbono y determina las propiedades específicas del hierro fundido.
Este material se utilizó para crear inscripciones y dibujos hace unos 4.000 años. Su nombre proviene de la palabra "escribir". Los depósitos están ubicados donde los depósitos de betún y hulla han estado expuestos a altas temperaturas.
