Grafit dan aplikasinya dalam kejuruteraan elektrik

Nama «grafit» berasal dari perkataan Yunani «grapho» - untuk menulis. Mineral ini merupakan salah satu pengubahsuaian karbon dengan ciri struktur berlapis. Bukti sejarah penggunaan grafit pada zaman dahulu sebagai pewarna telah dipelihara - ini adalah bekas tanah liat yang berasal dari abad ke-40 SM, dicat dengan mineral ini.

Nama moden grafit diperoleh pada tahun 1789 oleh ahli geologi dan guru Jerman Abraham Gottlob Werner, yang, antara lain, mengkaji lapisan batuan sedimen dan juga membangunkan skala untuk menentukan mineral dengan tanda-tanda luar.

Secara semula jadi, grafit terbentuk pada kedalaman cetek, disebabkan oleh metamorfisme batuan yang mengandungi sisa organik. Dari segi sifat fizikal dan kimia, grafit ialah bahan refraktori kristal, sedikit berminyak apabila disentuh, berwarna hitam atau kelabu, dengan kilauan logam yang khas.

Berbanding dengan berlian, grafit sangat lembut kerana struktur berlapis-lapis kekisi atom.Atom karbon ditemui dalam lapisan grafit demi lapisan, dan jarak antara lapisan lebih besar daripada antara atom dalam satu lapisan, dan elektron yang menyambungkan lapisan antara satu sama lain membentuk awan elektron berterusan - oleh itu grafit adalah konduktor arus dan mempunyai kilauan logam yang khas.

Dengan ketumpatan 2.08 hingga 2.23 g/cm3, rintangan elektriknya pada suhu bilik ialah 765 kali ganda berbanding kuprum.

Tidak seperti berlian, grafit mengalirkan elektrik dan haba dengan baik. Kelembutan grafit (bercampur dengan kaolin) digunakan dalam pensel. Jika anda melihat grafit di bawah mikroskop, mudah untuk melihat kepingan, ia kekal di atas kertas, membentuk tanda apabila kita menggunakan pensel.

Ciri-ciri fizikal dan kimia grafit membuka penggunaannya secara meluas dalam pelbagai kejuruteraan elektrik. Oleh kerana rintangan kimianya terhadap larutan akueus yang agresif, sifat tahan api dan kekonduksian elektrik yang tinggi, elektrod dan elemen pemanas untuk pelbagai tujuan diperbuat daripada grafit. Contohnya, dalam mendapatkan logam aktif secara elektrolisis, elektrod diperbuat daripada grafit.

Apabila aluminium diperolehi, grafit itu sendiri meninggalkan zon tindak balas elektrolisis dalam komposisi karbon dioksida, jadi tidak perlu menggunakan langkah-langkah rumit lain untuk pelupusannya.

Pelekat konduktif rintangan tinggi hanya mengandungi grafit sebagai komponen konduktif. Nah, semua orang, tentu saja, tahu bahawa ia adalah dari grafit bahawa pelbagai berus kenalan dan pengumpul semasa peralatan elektrik dibuat (motor pengumpul kenderaan elektrik dan kren, kenalan rheostat semasa, dll.), Di mana boleh alih dan kadang-kadang sama. salur keluar elektrik yang boleh dipercayai diperlukan...

Tetapi jika kita mengatakan bahawa grafit sangat lembut, bagaimanakah berus diperbuat daripada pemasangan pengumpul yang sentiasa bergesel pada plat dan cincin kenalan? Lagipun, selalunya berus grafit boleh didapati dalam perkakas rumah: dalam pengadun, pencukur elektrik, pengisar kopi, gerudi elektrik, pengisar, dll. Apakah rahsia di sini? Mengapa berus tidak haus serta-merta seperti pensel?

Tetapi itulah hakikatnya berus untuk kejuruteraan elektrik Mereka dibuat bukan dari grafit tulen, tetapi dari grafit dengan penambahan pengikat dan juga menjalani pemprosesan khas. Teknologi untuk pengeluaran berus agak kompleks, ia termasuk proses menekan dan menembak, yang menjadikan berus lebih tahan lama dan tahan terhadap pakai. .

Jadi, pada peringkat terakhir pengeluaran, berus elektrograf tepu dengan karbon dalam relau pada suhu 2500 darjah! Berus grafit logam mengandungi serbuk logam dan jelaga.

Terdapat berus elektrografik keras, sederhana dan lembut. Berus lembut:

• EG-4 dan EG-71; EG -14 — sederhana, universal;

• EG-8 dan EG-74 adalah keras, mengandungi serbuk kasar.

Berus keras digunakan dalam keadaan suhu tinggi dan pertukaran yang sukar, jadi pelelas yang disertakan dalam berus memberikan berus fungsi pembersihan tambahan, apabila berus bukan sahaja memindahkan arus ke pengumpul, tetapi juga segera membersihkannya daripada deposit karbon.

Sambungan topik:

Apakah perbezaan antara graphene dan grafit?