Le graphite est un minéral, une modification cristalline stable du carbone. Il conserve ses propriétés d'origine dans des conditions standard. Le matériau est réfractaire, suffisamment dense et a une conductivité électrique élevée. Il s'avère en chauffant de l'anthracite sans accès d'air. Il est utilisé dans les fonderies, dans la fabrication de l'acier, ainsi que pour la lubrification dans la production de laminage. Mais ces domaines ne couvrent pas tous les domaines d'utilisation.
Caractéristiques de base
Si la question de savoir quelle est la densité du graphite vous intéresse, sachez que ce paramètre est de 2230 kg/m3. Une autre forme allotropique de carbone est le diamant, c'est pourquoi le graphite lui est parfois comparé. Ce dernier a des caractéristiques électriquement conductrices et agit comme un semi-métal. Cette propriété a trouvé sa place dans le processus de fabrication des électrodes.
La densité du graphite n'est pas tout ce que vous devez savoir si vous êtes intéressé par ce minéral. Il y a aussi d'autres propriétés à considérer. Par exemple, cette modification cristalline du carbone ne fond pas, mais quandexposé à une température de 3500 °C s'enflamme. Le matériau passe la phase liquide, passant à l'état gazeux.
Cependant, si les conditions prévoient une augmentation de la pression jusqu'à 90 MPa, ainsi que de la température, la fusion peut être obtenue. Cette découverte a été faite en étudiant les propriétés du diamant alors qu'ils tentaient de le synthétiser. Mais il n'a pas été possible d'obtenir ce matériau à partir de graphite fondu.
Réseau cristallin
Le réseau cristallin du graphite prévoit la présence d'atomes de carbone. Il a une structure en couches. La distance entre les couches individuelles peut atteindre 0,335 nm. Dans le réseau, les atomes de carbone se lient à trois autres atomes de carbone.
Le réseau peut être hexagonal et rhomboédrique. Dans chaque couche, les atomes de carbone sont situés en face des parties centrales des hexagones. Ces derniers sont dans des calques adjacents, puis la position des calques est répétée, ce qui se produit après un.
Production de graphite artificiel
Le graphite et ses propriétés ne sont pas la seule chose que vous devez savoir si vous êtes intéressé par ce minéral. Il est également important de se renseigner sur la production d'une variété artificielle. Il diffère d'un matériau naturel en ce que la synthèse produit une substance avec des paramètres spécifiés.
Les déchets de coke de pétrole et de sable de houille sont utilisés dans la production. Un mélange d'éléments à grains fins est cuit, puis refroidi pendant environ 5 semaines. L'impact de la température au premier stade s'accompagne de sonjusqu'à 1200 °C.
Pour augmenter la densité théorique du graphite, les pièces sont imprégnées de sable. Au stade final, la graphitisation a lieu, elle implique un traitement thermique du matériau dans un four spécial, où la température atteint 3000 °C. Dans ce cas, il est possible de former un réseau cristallin.
Ce graphite a une conductivité thermique élevée et une excellente conductivité électrique. L'anisotropie des propriétés est inhérente à un minéral obtenu par extrusion. Aujourd'hui, une technologie plus récente est utilisée, appelée pressage isostatique. Cela permet de produire un matériau qui a un faible coefficient de frottement. Il a des propriétés isotropes.
La densité du graphite (g/cm3), obtenue lors du processus d'extrusion, atteint 2,23. Le même indicateur pour la variété recristallisée isostatique, selon la marque, peut atteindre 5 g/cm 3. Ce matériau est utilisé pour la fabrication d'ébauches de grande taille, dont la longueur et le diamètre sont respectivement de 1000 et 500 mm, ainsi que pour la production de pièces de fonderie et de moules dotés de propriétés anti-friction.
Principales marques
Aujourd'hui, la possibilité de synthèse avec différentes granulométries est utilisée. En conséquence, le graphite peut être classé en:
- grossier;
- moyen;
- grain fin;
- grain fin.
Les éléments du premier atteignent un diamètre de 3 000 microns. Si nous parlons d'une variété à grain moyen, la taille du grain est de 500µm. On distingue le MPG de qualité graphite à grain fin avec une granulométrie allant jusqu'à 50 microns. Il existe également un minéral isotrope à grains fins de la marque MIG-1, dont les particules ont des tailles de 30 à 150 microns. Le graphite à grains fins et le graphite isostatique ont des grains allant jusqu'à 30 microns, leur diamètre minimum est de 1 micron.
Utiliser du graphite artificiel
Vous connaissez déjà la densité du graphite. Cependant, il est également important d'étudier le domaine d'utilisation de la variété artificielle. Il est appliqué dans toutes les industries. Les électrodes sont fabriquées à partir de gros grains. La structure à grain fin va à la production de produits façonnés qui ont une forme complexe.
L'utilisation d'un minéral artificiel a permis d'atteindre une grande précision dans la fabrication des pièces. Aujourd'hui, des équipements sont fabriqués qui répondent pleinement aux normes de ce siècle.
Informations supplémentaires sur la densité et la dilatation thermique
Selon l'additif, la plus haute densité de graphite peut être de 5g/cm3. La valeur minimale est de 2. Elle est inhérente au graphite recristallisé. Les monocristaux ont une anisotropie élevée, ceci est dû à la structure du réseau cristallin. Dans les plans basaux, la dilatation thermique est négative jusqu'à 427 °C. Cela suggère que le minéral se rétrécit.
Avec l'augmentation de la température, sa valeur absolue diminue. Au niveau de température ci-dessus, la dilatation thermique est positive. Cedirigé perpendiculairement aux plans basaux. Le coefficient de dilatation thermique est presque indépendant de la température et dépasse la valeur de plus de 20 fois par rapport au coefficient absolu moyen pour les plans de base.
Ce que vous devez savoir d'autre sur la durabilité
La résistance et la densité du graphite changent avec l'augmentation de la température. Pour la plupart des graphites artificiels, la résistance à la traction augmente d'un facteur 2,5 avec l'augmentation de la température. La valeur maximale atteint 2800 °C.
La résistance à la compression augmente de 1,6 fois lorsque la température atteint 2 200 °C. Les modules de cisaillement et d'élasticité augmentent de 1,6 fois lorsque la température atteint 1 600 °C.
En conclusion
La forme définit les variétés de graphite, qui peuvent être: lamellaires, feuilletées et sphériques. Le flocon est également appelé recuit au carbone. Le graphite est également un constituant microstructural de la fonte ductile grise malléable et de la fonte à graphite compact. Dans ce cas, il est composé de carbone et détermine les propriétés spécifiques de la fonte.
Ce matériau a été utilisé pour créer des inscriptions et des dessins il y a environ 4 000 ans. Son nom vient du mot "écrire". Les gisements sont situés là où des gisements de bitume et de houille ont été exposés à des températures élevées.
