Popularizácia vedy - Grafit

Už v 30. rokoch minulého storočia sa v grafitovej bani Li Mao v Jixi v provincii Heilongjiang a v kamennej grafitovej bani Shanshui v provincii Šan-tung začali s výrobou a spracovaním grafitu. V tom čase bol proces benefície jednoduchý, pracovné podmienky pre pracovníkov boli zlé a produktivita extrémne nízka, s ročnou produkciou len niekoľko tisíc ton. Po niekoľkých desaťročiach vývoja produkcia produktov z grafitu a uhlíka v Číne rapídne vzrástla. Od roku 2004 do roku 2011 bola zložená ročná miera rastu produkcie grafitu a uhlíkových produktov 22,12 %. V roku 2011 bola produkcia produktov z grafitu a uhlíka v Číne 2 556,17 milióna ton, s medziročným-nárastom{11}}o 21,98 %.

Produkty z grafitu a uhlíka majú vynikajúce vlastnosti a sú čoraz viac používané. Ich výrobná kapacita a ekonomické prínosy vykazujú rýchly rastový trend. V roku 2011 bol rozvoj čínskeho priemyslu s grafitovými a uhlíkovými výrobkami rýchly. Podniky v tomto odvetví mali vysokú schopnosť riadiť a kontrolovať náklady a mali vysokú ziskovosť. Podľa údajov Národného štatistického úradu v roku 2011 hodnota priemyselnej produkcie čínskeho priemyslu s grafitovými a uhlíkovými výrobkami dosiahla 167,564 miliárd juanov; tržby z predaja boli 167,765 miliardy juanov, čo predstavuje nárast o 40,58 %; celkový zisk bol 10,959 miliardy juanov, čo predstavuje nárast o 50,87 %. S neustálym rozširovaním aplikácií sa konkurencia v čínskom priemysle grafitových a uhlíkových produktov tiež stáva čoraz tvrdšou.

Existuje veľký počet podnikov zaoberajúcich sa grafitovými a uhlíkovými výrobkami v rámci rozsahu výroby v Číne a úroveň koncentrácie je relatívne nízka. Ku koncu roka 2011 bolo v čínskom priemysle grafitových a uhlíkových produktov 871 podnikov pod rozsahom výroby. Celkové tržby prvej desiatky podnikov tvorili len 13,46 % z celého odvetvia. Z hľadiska vývojového trendu a konkurenčného prostredia globálneho trhu s grafitovými a uhlíkovými výrobkami sa v budúcnosti bude priemysel grafitu a uhlíkových výrobkov v Číne postupne koncentrovať do veľkých skupín a úroveň koncentrácie tohto odvetvia sa bude ďalej zvyšovať.

S rýchlym rozvojom priemyselných odvetví, ako je metalurgia, chemické inžinierstvo, strojárstvo, zdravotnícke zariadenia, jadrová energetika, automobily, letectvo atď., v Číne bude dopyt po grafitových a uhlíkových produktoch v týchto odvetviach naďalej rásť a čínsky priemysel s grafitom a uhlíkovými výrobkami si zachová rýchle tempo rastu. Od roku 2006 do roku 2011 bola ročná zložená miera rastu tržieb v čínskom priemysle grafitových a uhlíkových produktov 36,56 %.

Odvodené z gréckeho slova „graphein“, čo znamená „používaný na písanie“. Pomenoval ho nemecký chemik a mineralóg AG Werner v roku 1789.

Uhlík je veľmi bežný prvok, ktorý sa v rôznych formách vyskytuje v atmosfére a zemskej kôre. Uhlík vo svojej elementárnej forme je známy a využívaný ľuďmi už dlho. Séria uhlíkových zlúčenín - organických látok - je základom života. Uhlík je jednou zo zložiek surového železa, kujného železa a ocele. Uhlík sa môže chemicky spájať sám so sebou a vytvárať veľké množstvo zlúčenín, ktoré sú dôležitými molekulami v biológii a obchode. Väčšina molekúl v živých organizmoch obsahuje uhlík.

Forma existencie

Uhlík existuje v rôznych formách, vrátane kryštalického elementárneho uhlíka, ako je diamant a grafit; amorfný uhlík, ako je uhlie; komplexné organické zlúčeniny, ako sú zvieratá a rastliny; a uhličitany, ako je mramor. Fyzikálne a chemické vlastnosti elementárneho uhlíka závisia od jeho kryštálovej štruktúry. Diamant, ktorý je extrémne tvrdý, a grafit, ktorý je mäkký a klzký, majú rôzne kryštálové štruktúry, a teda aj odlišný vzhľad, hustotu, teplotu topenia atď.

Charakteristika nehnuteľnosti

Pri izbovej teplote sú chemické vlastnosti elementárneho uhlíka relatívne stabilné a nerozpúšťa sa vo vode, zriedených kyselinách, zriedených zásadách ani organických rozpúšťadlách. Pri vysokých teplotách reaguje s kyslíkom a horí, pričom vzniká oxid uhličitý alebo oxid uhoľnatý. Iba vodík môže priamo reagovať s elementárnym uhlíkom v halogénoch. Za podmienok zahrievania sa elementárny uhlík relatívne ľahko oxiduje kyselinami; pri vysokých teplotách môže uhlík reagovať aj s mnohými kovmi za vzniku kovových karbidov. Uhlík je redukovateľný a možno ho použiť na tavenie kovov pri vysokých teplotách. Okrem toho môže byť grafit rozpustený kyselinou chlórsulfónovou, čím sa vytvorí „roztok“ jednovrstvového grafénu s kyselinou chlórsulfónovou.
Grafit je kryštalický minerál uhlíkatých prvkov. Jeho kryštalická štruktúra je šesťuholníková vrstvená štruktúra. Vzdialenosť medzi každou vrstvou je 340 pm a vzdialenosť medzi atómami uhlíka v tej istej vrstve je 142 pm. . Patrí do hexagonálneho kryštálového systému a má úplné vrstvené štiepenie. Roviny štiepenia sa skladajú hlavne z molekulárnych väzieb a majú relatívne slabú molekulárnu príťažlivosť, takže ich prirodzená plávateľnosť je veľmi dobrá.

Vďaka svojej jedinečnej štruktúre má grafit nasledujúce špeciálne vlastnosti:

1) Tepelná odolnosť: Teplota topenia grafitu je 3850 ± 50 stupňov a jeho bod varu je 4250 stupňov. Dokonca aj po spálení ultra-vysokoteplotnými elektrickými oblúkmi je strata hmotnosti veľmi malá a koeficient tepelnej rozťažnosti je tiež veľmi nízky. Pevnosť grafitu sa zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou. Pri teplote 2000 stupňov sa pevnosť grafitu zdvojnásobí.

2) Elektrická a tepelná vodivosť: Elektrická vodivosť grafitu je viac ako 100-krát vyššia ako u bežných ne-kovových minerálov. Jeho tepelná vodivosť prevyšuje tepelnú vodivosť kovov, ako je oceľ, železo a olovo. Tepelná vodivosť so stúpajúcou teplotou klesá a aj pri extrémne vysokých teplotách sa grafit stáva izolantom. Grafit môže viesť elektrinu, pretože každý atóm uhlíka v grafite tvorí iba 3 kovalentné väzby s inými atómami uhlíka a každý atóm uhlíka si stále zachováva jeden voľný elektrón na prenos elektrického náboja.

3) Mazavosť: Mazacia vlastnosť grafitu závisí od veľkosti grafitových vločiek. Čím väčšie sú vločky, tým nižší je koeficient trenia a tým lepší mazací výkon.

4) Chemická stabilita: Grafit vykazuje vynikajúcu chemickú stabilitu pri izbovej teplote a odoláva korózii z kyselín, zásad a organických rozpúšťadiel.

5) Plasticita: Grafit má dobrú húževnatosť a možno ho rozdrviť na veľmi tenké pláty.
6) Odolnosť proti tepelným šokom: Pri použití pri izbovej teplote môže grafit odolávať drastickým zmenám teploty bez poškodenia. Pri výkyvoch teplôt je objemová zmena grafitu minimálna a netvoria sa trhliny.

Teplota topenia grafitu
Teplota topenia diamantu je 3823 K, zatiaľ čo teplota topenia grafitu je 3925 K. Teplota topenia grafitu je vyššia ako teplota topenia diamantu.
Porovnanie teplôt topenia grafitu a diamantu nemožno jednoducho uvažovať z hľadiska energie väzby. Ak sa ignoruje počet prerušených väzieb počas tavenia, získané údaje nebudú spoľahlivé.

Alotropické formy
Grafit, diamant, uhlík 60, uhlíkové nanorúrky, grafén atď. sú všetky elementárne formy uhlíkového prvku. Všetky sú izoméry toho istého prvku.

Pôvod a distribúcia
Vznik a výskyt: Grafit vzniká pri vysokých teplotách. Najrozšírenejším typom je metamorfované ložisko grafitu, ktoré vzniká regionálnou metamorfózou sedimentárnych hornín bohatých na organické látky alebo uhlíkaté materiály.
Slávne výrobné oblasti: Ticonderoga, New York, Madagaskar a Cejlon.

Technologické vlastnosti grafitu závisia najmä od jeho kryštalickej formy. Grafitové minerály s rôznymi kryštalickými formami majú rôzne priemyselné hodnoty a aplikácie. V priemysle sa grafit na základe rôznych kryštalických foriem delí do troch kategórií.

Delanový grafit

Všeobecne povedané, všetky grafitové materiály získané organickou karbonizáciou, po ktorej nasleduje vysokoteplotné spracovanie na grafitizáciu, možno označiť ako umelý grafit, ako sú uhlíkové vlákna, pyrolytický uhlík a penový grafit atď. Zatiaľ čo v užšom zmysle, umelý grafit zvyčajne označuje blokový pevný materiál vyrobený s použitím nízko-nečistotných materiálov, ako je asfaltová báza, cez uhlíkaté suroviny dávkovanie, miešanie, formovanie, karbonizácia a grafitizácia. Príklady zahŕňajú grafitové elektródy a izostatický lisovaný grafit.

Umelý grafit možno vo všeobecnosti rozdeliť do štyroch typov lisovacích metód: vibračné lisovanie, vytláčanie, lisovanie a izostatické lisovanie.

Kryštalický vločkový grafit

Kryštály grafitu sú vo forme vločiek; vznikajú metamorfózou pod vysokým tlakom a existujú veľké vločky a malé vločky. Charakteristickým znakom tohto typu grafitovej rudy je, že jej kvalita nie je vysoká, vo všeobecnosti sa pohybuje od 2 % do 3 % alebo medzi 10 % a 25 %. Je to jedna z najlepších plávajúcich rúd v prírode a viacnásobným mletím a výberom je možné získať vysokokvalitný grafitový koncentrát. Plávateľnosť, klzkosť a plasticita tohto typu grafitu sú lepšie ako u iných typov grafitu; preto je jeho priemyselná hodnota najväčšia.
Gfanitický grafit

Kryptokryštalický grafit je tiež známy ako mikrokryštalický grafit alebo zemitý grafit. Priemery kryštálov tohto typu grafitu sú všeobecne menšie ako 1 mikrometer a špecifický povrch sa pohybuje od 1 do 5 m2/g. Je to zbierka mikrokryštalického grafitu a možno ju vidieť iba vo forme kryštálov pod elektrónovým mikroskopom. Charakteristickým znakom tohto typu grafitu je, že jeho povrch je zemitý, chýba mu lesk a má o niečo horšiu klzkosť ako vločkový grafit. Známka je pomerne vysoká. Vo všeobecnosti je to 60-85%. Niektoré môžu dosiahnuť viac ako 90%. Najviac sa používa v zlievarenskom priemysle.

Grafit je široko používaný v priemysle a používa sa takmer vo všetkých odvetviach. V priemysle sa najčastejšie používa umelý grafit, známy aj ako špeciálny grafit. V závislosti od spôsobu jeho formovania ho možno rozdeliť do nasledujúcich typov.

1. Izostatický tlakový grafit. To je to, čo mnohí ľudia nazývajú „tri{2}}vysoký grafit“, ale nie je to nevyhnutne izostatický tlak len preto, že je „tri-vysoký“.
2. Lisovaný grafit
3. Extrudovaný grafit, väčšinou používaný ako elektródové materiály.
Medzi nimi možno podľa veľkosti častíc grafitu rozdeliť aj na: grafit s podrobnou štruktúrou, stredne hrubý grafit (so všeobecnou veľkosťou častíc približne 0,8 mm) a elektródový grafit (2 – 4 mm).

V grafitových kryštáloch tvoria atómy uhlíka v tej istej vrstve kovalentné väzby prostredníctvom hybridizácie sp2. Každý atóm uhlíka je spojený s tromi ďalšími atómami prostredníctvom troch kovalentných väzieb. Šesť atómov uhlíka tvorí pravidelný šesťuholníkový kruh v rovnakej rovine, siahajúci do vrstvenej štruktúry. Dĺžky väzieb C-C sú všetky 142 pm, čo presne spadá do rozsahu dĺžky väzieb atómových kryštálov. Preto pre rovnakú vrstvu ide o atómový kryštál. V tej istej rovine má každý atóm uhlíka stále jeden orbitál p a navzájom sa prekrývajú. Elektróny sú relatívne voľné, ekvivalentné voľným elektrónom v kovoch, takže grafit môže viesť teplo a elektrinu, čo je charakteristické pre kovové kryštály. Preto patrí aj do kategórie kovových kryštálov.

Vrstvy v grafitovom kryštáli sú od seba vzdialené 340 pm, čo je pomerne veľká vzdialenosť. Sú držané pohromade van der Waalsovými silami, čo znamená, že patria do molekulárneho kryštálu. Kvôli silnej väzbe medzi atómami uhlíka na tej istej rovinnej vrstve je však mimoriadne ťažké ich rozbiť, takže teplota topenia grafitu je tiež veľmi vysoká a jeho chemické vlastnosti sú stabilné.
Vzhľadom na jeho jedinečný spôsob väzby ho nemožno jednoducho klasifikovať ako atómový kryštál alebo molekulárny kryštál. V moderných podmienkach sa považuje za zmiešaný kryštál.

Charakteristika kryštálu

Kryštálový systém a priestorová skupina: Hexagonálny kryštálový systém, P63/mc
Parametre bunky: a0=0.246 nm, c0=0.670 nm
Typická vrstvená štruktúra, atómy uhlíka sú usporiadané vo vrstvách, každý uhlík je pripojený k susednému uhlíku v rovnakých vzdialenostiach, uhlíky v každej vrstve sú usporiadané do šesťuholníkového kruhového vzoru, šesťuholníkové kruhy uhlíkov v susedných vrstvách sú posunuté v smere rovnobežnej roviny predtým, ako sú superponované, aby vytvorili vrstvenú štruktúru. Rôzne typy polymorfov sú spôsobené rôznymi orientáciami a vzdialenosťami posunov. Vzdialenosť medzi atómami uhlíka v hornej a dolnej vrstve je oveľa väčšia ako vzdialenosť medzi uhlíkmi v tej istej vrstve (vzdialenosť C-C vo vrstve=0.142 nm, vzdialenosť C-C medzi vrstvami=0.340 nm)
Tvar: Monokryštály sú zvyčajne vo forme listu-alebo doštičky{1}}, ale úplné kryštály sú viditeľné len zriedka. Agregáty sú zvyčajne v mierke-ako, blok-ako aj pôda-.
Farba: Železná čierna

Pruh: Jasne čierny
Transparentnosť: Netransparentné-
Lesk: Polo{0}}kovový lesk
Tvrdosť: 1-2
Diafanita a zlomenina: Paralelné štiepenie je extrémne úplné
Špecifická hmotnosť: 2.21 - 2.26 g/cm³
Špecifický povrch: 5 - 10 m²/g
Ďalšie vlastnosti: Tenká doska je pružná, má klzký pocit, je náchylná na zafarbenie rúk a má dobrú elektrickú vodivosť
Identifikačné vlastnosti: Železná čierna farba, nízka tvrdosť, skupina extrémne úplných dekoltov, klzký pocit a škvrny na rukách; ak sa častice zinku navlhčené roztokom síranu meďnatého umiestnia na grafit, môžu sa vyzrážať medené škvrny, ale na grafite-takejto reakcii ako molybdenit nedochádza.

Keď ľudia myslia na diamanty, okamžite si ich spoja s oslnivými a žiarivými scénami, ktoré pri pohybe jasne žiaria. Väčšinu ľudí však od ich získania odrádza ich vysoká cena. Prírodné diamanty sa nazývajú „diamanty“ až po vyleštení z diamantov. Prírodné diamanty sú extrémne zriedkavé. Na svete sú len dva diamanty s hmotnosťou viac ako 1 000 karátov (1 gram=5 karátov) a len niekoľko diamantov s hmotnosťou nad 400 karátov. Najväčší diamant doteraz objavený v Číne váži 158 786 karátov a nazýva sa „Changlin Diamond“. Ako sa hovorí, „vzácnosť robí niečo hodnotným“. Keďže prírodné diamanty, ktoré sa dajú použiť ako „diamanty“, sú veľmi zriedkavé, ľudia ich chcú nahradiť „umelými“ diamantmi. To prirodzene vedie k myšlienke „dvojičky“ diamantu - grafitu.

Chemické zloženie diamantu aj grafitu je uhlík (C) a označujú sa ako „alotropné formy“ toho istého prvku. Z tohto pojmu možno pochopiť, že majú rovnakú „prirodzenosť“, ale ich „forma“ alebo „vlastnosti“ sú odlišné a celkom odlišné. Diamant je v súčasnosti najtvrdšou látkou, zatiaľ čo grafit je jednou z najjemnejších látok.

Rozdiel v tvrdosti medzi grafitom a diamantom je taký významný, no ľudia stále dúfajú, že diamant získajú metódami umelej syntézy, pretože grafit (uhlík) je v prírode hojne dostupný. Premena uhlíka v grafite na uhlíkový vzor usporiadania diamantu však nie je ľahká úloha. Pri tlaku 5-60 000 atmosfér ((5-6) × 10³ MPa) a teplotách v rozmedzí od 1000 do 2000 stupňov Celzia s použitím kovových katalyzátorov, ako je železo, kobalt a nikel, možno grafit premeniť na diamantový prášok.

Viac ako tucet krajín po celom svete úspešne syntetizovalo diamant. Tento typ diamantu má však veľmi jemné častice a jeho hlavné uplatnenie je ako brúsny materiál, používaný na rezanie a pri vŕtaní geologických a ropných vrtov. V súčasnosti sa vo svetovej spotrebe diamantov 80 % umelých diamantov využíva najmä v priemysle a ich produkcia vysoko prevyšuje produkciu prírodných diamantov.

Pôvodne syntetizované diamantové častice boli čierne, s veľkosťou 0,5 mm a vážili približne 0,1 karátu (minimálna veľkosť diamantov -kvality drahokamov nie je vo všeobecnosti menšia ako 0,1 karátu). Krajiny ako Spojené štáty americké a Japonsko už vyrobili diamantové častice s hmotnosťou až 6,1 karátu. Môžeme povedať, že diamanty „vyleteli“ z grafitu. V blízkej budúcnosti budú na trhu dostupné aj syntetické diamanty v-kvalite drahokamov.

Čistenie grafitu: Existujú dva spôsoby: chemické čistenie a fyzikálne čistenie.

1.Chemické čistenie využíva vlastnosti grafitu, ktorý je odolný voči kyselinám, zásadám a korózii. Zahŕňa ošetrenie grafitového koncentrátu kyselinami a zásadami, aby sa rozpustili nečistoty, ktoré sa potom vymyjú, aby sa zvýšila kvalita koncentrátu. Chemickým čistením je možné získať vysoko-uhlíkový grafit so stupňom kvality 99 %. Existujú rôzne metódy chemického čistenia, z ktorých najpoužívanejšia je metóda vysokoteplotnej fúzie s hydroxidom sodným.

Základným princípom je, že pri vysokých{0}}teplotách nad 500 stupňov reagujú nečistoty v grafite (hlavne kremičitanové minerály) s lúhom sodným, tj NaOH, za vzniku vo vode-rozpustných reakčných produktov. Vylúhovaním reakčných produktov vodou je možné odstrániť niektoré nečistoty. Ostatné nečistoty, ako sú oxidy železa, sa po alkalickej fúzii neutralizujú HCl za vzniku vo vode-rozpustného chloridu železitého, ktorý je možné odstrániť premytím vodou.

Vo vyššie uvedenom postupe je koncentrácia NaOH približne 50% a je zmiešaný s grafitom v pomere 1:0,8. To znamená, že na každú 1 tonu vyrobeného -vysokouhlíkového grafitu sa spotrebuje približne 0,4 tony NaOH. Pridané množstvo HCl je približne 30 % grafitu. Ako palivo sa používa uhlie, približne 0,6 až 0,7 tony. Zariadenia používané pri metóde alkalickej fúzie zahŕňajú najmä kotvové miešadlá, taviace pece, špirálové lopatkové miešadlá, umývacie nádrže v tvare V atď. Miera návratnosti je 85 – 90 % a investícia je 15 – 200 000 juanov. Aj keď je tento proces relatívne pokročilý, má aj niektoré nedostatky, ako je vysoká spotreba vody, nadmerné straty grafitu, nízka rýchlosť výroby, vysoká spotreba alkálií a vypúšťaná odpadová kvapalina znečisťujúca životné prostredie.

2.Fyzikálne čistenie, známe aj ako vysokoteplotné{0}}čistenie, využíva vysokú-teplotnú odolnosť grafitu. Umiestňuje grafit do elektrickej pece, izoluje ho od vzduchu a ohrieva ho na 2500 stupňov, aby sa nečistoty (tj zvyšky) odparili, čím sa zvýši kvalita rafinovanej rudy. Vysoko-čistením pri vysokej teplote možno získať vysoko-grafit s čistotou 99,9 %. 6
Použitie Tradičné použitie

1). Ako žiaruvzdorné materiály: Grafit a jeho výrobky majú vlastnosti odolnosti voči vysokej teplote a vysokej pevnosti. V hutníckom priemysle sa používajú najmä na výrobu grafitových téglikov. Pri výrobe ocele sa grafit bežne používa ako ochranný prostriedok pre oceľové ingoty a ako vnútorné obloženie metalurgických pecí.

2). Ako vodivý materiál: Používa sa v elektrotechnickom priemysle na výrobu elektród, kief, uhlíkových tyčí, uhlíkových trubíc, kladných pólov ortuťových usmerňovačov, grafitových tesnení, častí telefónov a povlakov na televízne obrazovky atď.

3) Ako mazací-materiál odolný voči opotrebovaniu: Grafit sa bežne používa ako mazivo v strojárskom priemysle. Mazací olej často nie je vhodný na použitie v podmienkach vysokej-rýchlosti, vysokej{4}}teploty a vysokého{5}}tlaku, zatiaľ čo materiály odolné proti opotrebeniu grafitu- môžu fungovať bez mazacieho oleja pri teplotách v rozsahu od 200 do 2000 stupňov a pri veľmi vysokých klzných rýchlostiach. Mnoho zariadení na prepravu korozívnych médií široko používa grafitové materiály na výrobu piestových pohárov, tesniacich krúžkov a ložísk. Keď fungujú, nie je potrebné pridávať žiadny mazací olej. Grafitová emulzia je tiež dobrým mazivom pre mnohé procesy spracovania kovov (ťahanie drôtu, ťahanie rúr).

4) Grafit vykazuje vynikajúcu chemickú stabilitu. Grafit, ktorý prešiel špeciálnym spracovaním, má vlastnosti, ako je odolnosť proti korózii, dobrá tepelná vodivosť a nízka priepustnosť. Je široko používaný pri výrobe výmenníkov tepla, reakčných nádrží, kondenzátorov, spaľovacích veží, absorpčných veží, chladičov, ohrievačov, filtrov a čerpacích zariadení. Široko sa používa v rôznych priemyselných odvetviach vrátane petrochémie, hydrometalurgie, výroby kyselín a zásad, syntetických vlákien, výroby papiera atď., čím šetrí značné množstvo kovových materiálov. Odrody -porézneho grafitu sa líšia odolnosťou proti korózii v dôsledku rôznych živíc, ktoré obsahujú. Napríklad tie, ktoré sú impregnované fenolovou živicou, sú odolné voči kyselinám, ale nie voči zásadám; tie impregnované furfurylalkoholovou živicou sú odolné voči kyselinám aj zásadám. Tepelná odolnosť rôznych odrôd sa tiež líši: uhlík a grafit vydržia teploty 2000 až 3000 stupňov Celzia v redukčnej atmosfére a začnú oxidovať pri 350 stupňoch Celzia a 400 stupňoch Celzia v oxidačnej atmosfére; tepelná odolnosť nepórovitých odrôd grafitu závisí aj od impregnačného činidla a vo všeobecnosti tie, ktoré sú impregnované fenolovým alebo furfurylalkoholom, majú tepelnú odolnosť pod 180 stupňov Celzia.

5). Ako odlievanie, liatie do piesku, lisovanie do foriem a vysokoteplotné metalurgické materiály: Vďaka nízkemu koeficientu tepelnej rozťažnosti grafitu a jeho schopnosti odolávať rýchlym zmenám ochladzovania a zahrievania je možné ho použiť ako formu na sklenený tovar. Po použití grafitu môžu čierne kovy vyrábať komponenty s presnými rozmermi, hladkým povrchom, vysokou výťažnosťou a môžu byť použité priamo alebo s miernym spracovaním, čím sa ušetrí veľké množstvo kovu. Pri výrobe procesov práškovej metalurgie, ako sú tvrdé zliatiny, sa grafitové materiály zvyčajne používajú na výrobu foriem a porcelánových člnov na spekanie. Rastové tégliky na rast monokryštalických kremíkových kryštálov, kontajnery na zónovú rafináciu, podporné zariadenia, indukčné ohrievače atď. sú všetky vyrobené z -grafitu vysokej čistoty. Okrem toho možno grafit použiť aj ako grafitové izolačné dosky a základne pre vákuové tavenie, vysokoteplotné pece, tyče, platne, mriežky a iné komponenty pri vysokých teplotách.

6) Pre priemysel atómovej energie a obranný priemysel: Grafit má vynikajúce vlastnosti moderátora neutrónov a používa sa ako moderátor neutrónov v atómových reaktoroch. Uránový-grafitový reaktor je jedným z bežne používaných typov atómových reaktorov. Moderátorový materiál pre energetické atómové reaktory by mal mať vysokú teplotu topenia, stabilitu a odolnosť proti korózii. Grafit dokáže plne splniť tieto požiadavky. Čistota grafitu používaného v atómových reaktoroch je veľmi vysoká, pričom obsah nečistôt nepresahuje niekoľko desiatok PPM. Najmä obsah bóru by mal byť nižší ako 0,5 PPM. V obrannom priemysle sa grafit používa aj na výrobu trysiek rakiet na tuhé palivo-, nosov rakiet, častí vesmírnych navigačných zariadení, tepelne izolačných materiálov a materiálov na ochranu pred žiarením.

7) Grafit môže tiež zabrániť usadzovaniu kotla. Testy vykonané príslušnými jednotkami ukázali, že pridanie určitého množstva grafitového prášku (asi 4-5 gramov na tonu vody) do vody môže zabrániť usadzovaniu vodného kameňa na povrchu kotla. Okrem toho môže byť grafit aplikovaný na kovové komíny, strechy, mosty a potrubia, aby sa zabránilo korózii a hrdzi.
8) Grafit môže byť použitý ako ceruzka, pigment a leštiaci prostriedok. Po špeciálnom spracovaní môže byť grafit použitý na výrobu rôznych špeciálnych materiálov pre rôzne priemyselné odvetvia.

V 60. rokoch 20. storočia bola meď široko používaná ako elektródový materiál s aplikačným množstvom približne 90 %, zatiaľ čo grafit predstavoval len asi 10 %. V 21. storočí si čoraz viac používateľov začalo vyberať ako materiál elektródy grafit. V Európe je viac ako 90 % materiálov elektród grafit. Tento kedysi dominantný elektródový materiál, meď, takmer stratil všetky svoje výhody v porovnaní s grafitovými elektródami. Čo spôsobilo túto dramatickú zmenu? Samozrejme, boli to početné výhody grafitových elektród.

1. Vyššia rýchlosť spracovania: Všeobecne povedané, rýchlosť mechanického spracovania grafitu je 2 až 5-krát vyššia ako rýchlosť medi; zatiaľ čo rýchlosť spracovania elektrického výboja je 2 až 3 krát rýchlejšia ako meď. Materiál je menej náchylný na deformáciu: Výhoda je zrejmá najmä pri spracovaní tenkej elektródy; teplota mäknutia medi je okolo 1000 stupňov a je náchylná na deformáciu v dôsledku tepla; teplota sublimácie grafitu je 3650 stupňov; a koeficient tepelnej rozťažnosti je len 1/30 koeficientu medi.

2. Nízka hmotnosť: Hustota grafitu je len 1/5 hustoty medi. Keď veľké elektródy prechádzajú výbojovým spracovaním, môže to účinne znížiť zaťaženie obrábacieho stroja (EDM); je vhodnejší pre aplikácie na veľkých formách.

3. Nižšia spotreba energie; Keďže iskrový olej obsahuje aj atómy uhlíka, vysoká teplota spôsobí počas procesu obrábania výbojom rozklad uhlíkových atómov v iskrovom oleji a tie potom vytvoria na povrchu grafitovej elektródy ochranný film, ktorý kompenzuje stratu grafitovej elektródy.

4. Bez otrepov; Po spracovaní medených elektród je potrebné ich ešte ručne orezať, aby sa odstránili otrepy. Grafitové elektródy však nemajú otrepy, čo šetrí značné množstvo nákladov a uľahčuje dosiahnutie automatizovanej výroby.

5. Grafit sa ľahšie brúsi a leští; pretože rezný odpor grafitu je len 1/5 odporu medi, je vhodnejší na ručné brúsenie a leštenie.

6. Náklady na materiál sú nižšie a cena je stabilnejšia. V dôsledku nárastu cien medi v posledných rokoch je teraz cena izotropného grafitu nižšia ako cena medi. Pri rovnakom objeme je cena univerzálnych grafitových produktov Dongyang Carbonite o 30 % až 60 % nižšia ako cena medi a cena je stabilnejšia s veľmi malými krátkodobými-kolísaním cien.

Je to práve táto jedinečná výhoda, ktorá viedla k tomu, že grafit postupne nahradil meď ako preferovaný materiál pre EDM elektródy.

S neustálym rozvojom vedy a techniky ľudia objavili mnoho nových aplikácií pre grafit.

Flexibilné grafitové produkty.

Flexibilný grafit, tiež známy ako expandovaný grafit, je nový typ grafitového produktu vyvinutý v posledných rokoch. V roku 1971 USA úspešne vyvinuli flexibilné grafitové tesniace materiály, ktoré vyriešili problém úniku z ventilov atómovej energie. Následne ho začali skúmať a vyrábať aj Nemecko, Japonsko a Francúzsko. Tento produkt má nielen vlastnosti prírodného grafitu, ale má aj špeciálnu pružnosť a elasticitu. Preto je ideálnym tesniacim materiálom. Je široko používaný v priemyselných oblastiach, ako je petrochémia a atómová energia. Dopyt po ňom na medzinárodnom trhu z roka na rok rastie.

Aplikácia ľahkého priemyslu

Okrem toho sa grafit používa aj ako leštiaci prostriedok a prostriedok proti{0}}korózii v ľahkom priemysle na výrobu skla a papiera. Je to nenahraditeľná surovina na výrobu ceruziek, atramentu, čiernej farby, atramentu, umelých diamantov a diamantov. Je to veľmi dobrý materiál-úsporný a ekologický a používa sa ako automobilová batéria. S rozvojom modernej vedy, techniky a priemyslu sa oblasti použitia grafitu neustále rozširujú a grafit sa stal dôležitou surovinou pre nové kompozitné materiály v oblasti špičkových-technológií, ktoré zohrávajú dôležitú úlohu v národnom hospodárstve.