Proprietà della grafite

Introduzione

Perché la grafite è speciale? È forte e scivolosa. Muove facilmente l'elettricità. E resiste alla corrosione ad alta temperatura. Qui troverete maggiori informazioni sulle proprietà della grafite. Vediamo più da vicino cosa rende la grafite un materiale perfetto per l'uso delle macchine. Se volete scoprire come la grafite aiuta gli ingegneri, continuate a leggere.

Comprendere le proprietà fisiche della grafite!

La grafite è composta da carbonio. Gli strati sono morbidi e si muovono facilmente. Ogni strato è piatto. Le proprietà della grafite includono la sua leggerezza, circa 2,26 g/cm³. Se la si tocca, è scivolosa. È così che viene utilizzata per far circolare l'elettricità. La grafite è utilizzata anche nelle batterie e nelle matite.

Non solo fonde solo a 3550°C, ma è anche molto resistente. È questa particolarità che la rende ottima all'interno delle macchine. La grafite è diversa dal diamante, ma è molto utile. Anche il carbonio può avere diverse sfumature; lo sono entrambi, ma funzionano in modo diverso.

Proprietà chimiche della grafite!

- Elevata inerzia

Grafite non è facile da cambiare. La maggior parte delle sostanze chimiche non cambia. Gli elettroni presenti negli atomi di carbonio della grafite sono molto forti. La grafite è sicura perché è disposta a strati. non si corrode con acidi o basi. D'altra parte, è possibile utilizzare la grafite nelle fabbriche e funziona a 3600°C!

Per questo motivo è ottimo nelle macchine di grandi dimensioni. Funziona per temperature molto elevate e ci si può fidare. Anche nei reattori nucleari la grafite è forte. La sua durata è superiore a quella di qualsiasi altro materiale. Ecco come Jinsun Carbon produce elettrodi di grafite in grado di funzionare a lungo nelle fabbriche in condizioni di calore elevato.

- Resistenza all'ossidazione

La grafite è resistente. Non si rompe a caldo. Al di sotto dei 600°C non reagisce con l'ossigeno. Ciò significa che è sicura per le fabbriche. Viene utilizzata nei forni (se la si utilizzava per creare elettrodi).

Le proprietà della grafite includono la sua forza quando le cose si scaldano. Questo perché la grafite si protegge dalla rottura e dura più a lungo. Nelle fabbriche di metallo, dove il calore è molto elevato, è consigliabile utilizzarla. Tutto rimane sicuro e forte. Jinsun Carbon fornisce elettrodi di grafite per le fabbriche di metallo che sopportano il calore estremo in modo sicuro.

- Resistenza agli acidi

La grafite è sicura negli acidi. Non reagisce quando viene inserita in un acido forte, come l'acido solforico. Si trova nelle batterie o nelle fabbriche chimiche. Questo materiale è ottimo per lavorare in luoghi difficili.

La grafite dura perché gli atomi sono fortemente legati. Le proprietà della grafite la rendono inalterabile, anche in presenza di acidi. Mantiene le macchine in condizioni di funzionamento. In molti settori in cui è possibile rompere altri materiali, tranne che con un acido forte, si usa la grafite.

- Resistenza agli alcali

In presenza di alcali, la grafite rimane forte. Non reagisce alle sostanze chimiche forti, come l'idrossido di sodio. È difficile da rompere. È necessario che le cose durino nella vostra fabbrica.

La grafite resiste alle sostanze chimiche che potrebbero danneggiare altri oggetti. La grafite è sicura perché gli atomi di carbonio la mantengono tale. Ha un'elevata resistenza agli alcali e può essere utilizzata dove altri materiali non durano a lungo. Funziona quando le cose vanno male, ma funziona anche quando vanno bene.

- Stabilità termica

La grafite è stabile al calore. Può sopportare temperature fino a 3600°C. Non si scioglie. Ma gli strati di carbonio rimangono forti e sicuri. Può essere utilizzata in macchine molto calde, come scudi termici e parti di razzi.

Il calore anche nella grafite va bene. Ecco perché è presente nell'elettronica. Mantiene fresche le macchine. La stabilità termica è una delle migliori proprietà della grafite. È presente in molti luoghi ad alto calore, per cui le cose funzionano meglio. Queste condizioni estreme? Nessun problema, Jinsun Carbon prodotti in grafite excel.

Tabella sulle proprietà chimiche della grafite!

Proprietà meccaniche e resistenza della grafite!

- Bassa resistenza alla trazione

La grafite che si rompe non è forte. È quella che può rompersi con una forza di 20-25 MPa. Quando si tira la grafite, si spezza perché non può sopportare una forza così elevata. Quando viene allungata, gli strati di carbonio scivolano. Oltre i 500 MPa di resistenza alla trazione, le cose sono più forti: l'acciaio, per esempio.

Quando si pensa alle proprietà della grafite, bisogna ricordare che non è in grado di gestire bene l'allungamento. Si rompe facilmente se viene tirata troppo forte. La resistenza alla trazione indica la quantità di tensione che può essere esercitata su un oggetto prima che si rompa.

- Elevata resistenza alla compressione

Se si preme sulla grafite, questa diventa molto forte. Questa cosa può esercitare una pressione fino a 150 MPa. Rimane forte se la si preme. Anche sotto una forte pressione, gli strati di grafite sono difficili da schiacciare. È forte perché gli atomi esagonali aiutano a mantenerla forte quando viene schiacciata.

Se si pensa alle proprietà della grafite, si nota che è in grado di gestire la pressione. Sia la sua resistenza che la sua forza di compressione la rendono un buon candidato per l'uso in guarnizioni che devono rimanere strette.

- Comportamento anisotropo

Il modo in cui si spinge fa la differenza per la grafite. Si strappa facilmente in una direzione. In un'altra è forte contro lo schiacciamento. Secondo gli ingegneri si tratta di anisotropia.

Tirandoli, gli strati di carbonio scivolano via, ma resistono alla pressione. Queste proprietà della grafite la rendono speciale per applicazioni quali elettrodi. Conduce persino meglio l'elettricità in un senso piuttosto che nell'altro.

- Modulo elastico

La grafite si piega sotto pressione, ma non troppo. Il suo modulo elastico è di 10-15 GPa. Il modulo elastico indica la rigidità. La grafite cede un po' quando la si preme, ma poi torna indietro.

Ad esempio, l'acciaio è molto più rigido con 200 GPa. È più morbido, dato che lo è, ma ha comunque una buona resistenza. La sua elasticità significa che può piegarsi e ristagnare.

- Durezza alla frattura

Se la grafite viene spinta troppo forte, si rompe facilmente. La sua tenacità alla frattura è compresa tra 0,5 e 1,5 MPa-m¹/². Se non si fa attenzione, si preme su di essa e si rompe rapidamente. Non appena una crepa inizia, si diffonde.

La grafite non sopporta bene le crepe, quindi gli ingegneri devono trattarla con attenzione. È buona sotto pressione, ma si rompe se viene tirata o colpita troppo forte. In termini di tenacità alla frattura, si sa quanto un materiale può sopportare i colpi prima di perdere la sua forma.

Tabella delle proprietà meccaniche e della resistenza della grafite!

Conduttività elettrica della grafite!

- Elettroni liberi

La grafite ha elettroni liberi. Tre dei quattro atomi di carbonio hanno tre elettroni che si legano. Un elettrone si muove liberamente. Questo fa muovere l'elettricità. In un cm³ di grafite ci sono circa 6 x 10¹⁸ elettroni liberi. Vanno avanti e indietro tra gli strati. Ecco perché conduce energia.

Questo la rende utile, perché altri tipi di carbonio non funzionano altrettanto bene. Le proprietà della grafite la rendono diversa dai diamanti. La grafite può essere utilizzata per la movimentazione elettrica di oggetti veloci. Gli elettrodi di grafite utilizzati nella siderurgia e nella metallurgia sono prodotti da Jinsun Carbon che produce elettrodi di grafite di alta qualità.

- Struttura a strati

Ci sono molti strati sottili di grafite. Gli atomi formano un esagono. Scivolano facilmente. Le forze deboli, le forze di van der Waals, tengono insieme gli strati. Gli strati sono distanti tra loro 3,35 Å.

Questo permette agli elettroni di passare da uno strato all'altro. Ogni strato presenta un forte legame di 1,42 Å tra gli atomi di carbonio. Le proprietà della grafite la rendono morbida e adatta a molti usi. Questo la aiuta a costruire meglio l'elettricità. Le strutture a strati sono utilizzate per gli elettrodi di Jinsun Carbon per ottenere le massime prestazioni.

- Alta conduttività

La grafite è un buon conduttore di elettricità. In essa gli elettroni π si muovono liberamente. Formano una nuvola di elettroni che funziona meglio. La conduzione arriva fino a 10³ S/m. Si trova nelle batterie e negli strumenti elettrici.

In effetti, la conduzione della grafite è migliore di quella della maggior parte dei non metalli. Gli elettroni non si attaccano a nessun atomo e così funziona. Questo fenomeno è visibile anche in strumenti di uso quotidiano come matite e batterie.

- Conduzione anisotropa

Nella grafite, l'elettricità scorre in modo diverso nelle varie direzioni. È molto veloce lungo gli strati. Qui la velocità dell'elettricità è di 10⁵ S/m. È più lenta tra gli strati, dove i legami sono più deboli.

Ed è questo che rende la grafite una buona cosa quando è necessario che l'elettricità sia unidirezionale, perché può fluire solo in una direzione. Questo è possibile grazie agli strati. La migliore qualità di conduzione anisotropica per le vostre esigenze è garantita da Jinsun Carbon.

- Elettroni Π delocalizzati

Gli elettroni π si muovono sugli strati della grafite. Non rimangono attaccati a un solo atomo. Infatti, la corrente si muove bene attraverso la grafite. Gli atomi della grafite hanno una forma chiamata sp². Ciò significa che c'è un elettrone libero. L'elettricità può passare facilmente attraverso gli strati della nitrocellulosa.

Proprietà termiche della grafite!

- Alta conducibilità termica

Il motivo per cui la grafite è speciale è che sposta il calore molto velocemente. È in grado di trasmettere il calore a una velocità compresa tra 200 e 800 W/m-K. Il calore viaggia lontano nella grafite grazie agli strati. Gli ingegneri la usano nell'elettronica, dove le cose possono diventare molto calde. Ma alcuni tipi di grafite possono raggiungere i 1.700 W/m-K.

È davvero veloce! Queste proprietà sono utilizzate da componenti come i dissipatori di calore per raffreddare. Le proprietà della grafite la rendono ideale per allontanare il calore da computer e luci.

- Dissipazione del calore

La grafite è fatta per eliminare il calore. In ambienti caldi si raffredda molto rapidamente; non trattiene il calore. È utile per le macchine come i computer.

La grafite può accettare 700 W/m-K di calore. Offre la possibilità di diffondere rapidamente il calore lontano dai punti caldi. Proprietà come queste della grafite sono importanti per evitare il surriscaldamento delle macchine. Lo dimostrano dispositivi come CPU e LED che lavorano molto.

- Resistenza alla temperatura

Quando si mette la grafite sotto il super-calore di un compressore, essa rimane forte. Fonde a 3.600°C e resiste. Viene utilizzata in ambienti come i forni o persino nelle astronavi dove le cose si surriscaldano. È ottimo per lavori molto duri, come in una fornace o in un razzo spaziale. Non si rompe nemmeno quando si raffredda, quindi va bene in molti posti.

- Espansione termica

La grafite non cambia affatto forma quando si scalda. Cresce a malapena, solo 1-2 × 10-⁶/°C, e non si piega o si rompe ad alte temperature. È quindi ideale per oggetti come i computer, ecc. che devono combaciare in modo molto preciso anche se si surriscaldano.

- Capacità termica specifica

Non ci vuole molto calore per tenere la grafite. La capacità termica specifica è di 720 J/kg.K. Deve essere pompata con molta energia per diventare calda. La grafite si trova in oggetti che immagazzinano calore, come le batterie.

Ecco perché la grafite viene utilizzata nelle macchine per l'energia e per i metalli. Immagazzina il calore senza surriscaldarsi rapidamente.

Tabella sulle proprietà termiche della grafite!

Proprietà strutturali e atomiche della grafite!

- Lattice esagonale

Il carbonio nella grafite è molto piccolo. Si trovano a forma di esagono. Sono piatti come gli esagoni di carta. La distanza tra gli atomi è di 3,35 Å. I legami forti sono chiamati legami sigma che tengono insieme gli atomi. Sotto un microscopio speciale, è possibile vedere questo schema a esagoni. La grafite è un conduttore elettrico grazie ai suoi strati.

Questa forma la rende scivolosa. La grafite è un materiale di cui sono fatte le cose, come le matite e le macchine. È forte e flessibile, ma mai forte e rigida. Questo disegno esagonale è importante per le proprietà della grafite.

- forze di Der Waals

La grafite è abbastanza liscia da poter essere toccata. Ma questi strati possono scivolare a causa di forze deboli. Queste forze sono chiamate forze di Van der Waals. È una colla morbida e agisce come una colla tra gli strati.

Gli strati sono distanti 3,35 Å. Ciò significa che questi legami deboli consentono grafite che funge da lubrificante. Quando la si strofina, gli strati si muovono. Ecco perché le proprietà della grafite la rendono perfetta per le matite. La sua morbidezza è dovuta all'importanza delle forze di van der Waals.

- Struttura a strati

La grafite è una pila di fogli. I fogli sono in realtà strati di atomi di carbonio. Si dispongono in fogli piatti. Questi strati rimangono separati perché esistono forze deboli tra gli strati.

Tuttavia, scivolano l'uno sull'altro. Ecco perché la grafite non si rompe facilmente. È in grado di sopportare un calore fino a 3.000 °C. È utile anche per le fabbriche, grazie a questi strati resistenti. Gli strati non si sciolgono e si piegano. Gli strati sono importanti per le strutture e le industrie in cui la grafite viene utilizzata.

- Fogli di carbonio planari

La grafite è composta da sottili strati piatti. Sono chiamati fogli di carbonio. Sono distanti solo 3,35 Å; non si vedono, ma ci sono. È così che la grafite diventa forte.

Una volta carbonizzata, la grafite diventa un buon conduttore di calore ed elettricità. Questi strati di carbonio conferiscono alla grafite flessibilità nella produzione e le fabbriche la utilizzano. Questi strati sono applicabili anche a oggetti come le batterie. La grafite è speciale perché si tratta di fogli piatti di carbonio.

- Ibridazione Sp²

Come il grafene, la grafite è costituita da atomi di carbonio che si legano in tre direzioni. Questi legami sono chiamati orbitali ibridi Sp². È come se le braccia si tenessero per mano. C'è un elettrone libero per ogni atomo.

Quando un elettrone si muove, può contribuire a condurre l'elettricità. Gli strati sono forti, ma facili da far scorrere a causa di questi legami. È per questo che la grafite viene utilizzata per le matite e le macchine. La forza e il modo in cui gli strati si muovono sono entrambi determinati da questo sistema di legami.

Applicazioni basate sulle proprietà della grafite!

- Crogioli

La grafite è forte. Può resistere in luoghi molto caldi. La grafite è utilizzata come materiale per crogioli. Può contenere fino a 3.000°C di calore. In questi crogioli si possono fondere oro e argento. Il proprietà della grafite contribuiscono a rendere i crogioli resistenti. Non si rompono al primo raffreddamento.

Tuttavia, la grafite viene pressata in forma a 1.000°C. La densità di questi crogioli è di 1,7 g/cm³. Ma non si espandono molto, solo 4,9 x 10-⁶/°C. Pertanto, durano più a lungo se utilizzati più volte.

- Materiali refrattari

L'acciaio si ottiene da materiali refrattari. Questi materiali contengono grafite. Ad esempio, lavorano in luoghi molto caldi, fino a 2.500°C. Si trovano nei forni per la produzione dell'acciaio.

Le proprietà della grafite impediscono ai materiali di fondere il metallo. Questo perché il metallo diventa molto caldo. All'interno c'è grafite 20%. Si tratta di un ordine di grandezza, un terzo di 300 w/m-K. Anche le crepe si fermano sulla grafite. In questo modo si evita che tutto si apra e si indebolisca a lungo.

- Elettrodi

Forte elettrodi sono realizzati con l'aiuto della grafite. Con una capacità di 100.000 ampere, questi elettrodi sono in grado di contenere una grande quantità di elettricità. Funzionano a 3.000°C o più.

La grafite ha dei cosiddetti strati speciali, che permettono all'elettricità di muoversi velocemente. La sua densità è di 1,55-1,60 g/cm³ in ogni elettrodo. Mantiene tutto al sicuro dal calore e anche gli strati. Nelle grandi macchine si usa la grafite per produrre acciaio. Le cose possono anche diventare molto calde e la grafite continua a funzionare.

- Batterie

L'energia viene immagazzinata nelle batterie. La grafite immagazzina l'energia in modo sicuro. Ha piccole parti chiamate anodi, dove la batteria conserva l'energia. Hanno una capacità energetica di 372 mAh/g.

Solo 1% (di grafite) crescono durante la carica. Il problema della grafite è che fonde solo a 3.550°C, ma è molto resistente. Solo questi piccoli pezzi di grafite, delle dimensioni di 10-25 micron, impediscono all'energia di fluire senza problemi nella batteria. Impediscono all'energia di fluire senza problemi nella batteria.

- Guarnizioni meccaniche

Le guarnizioni meccaniche bloccano le perdite. Le guarnizioni in grafite sono robuste e non si consumano, quindi si usano. Anche a 2.500°C possono svolgere il loro lavoro. È dura, 2,2 g/cm³, una guarnizione, contro le sostanze chimiche. La guarnizione è scivolosa e realizzata in grafite, quindi non necessita di olio. In questo modo la macchina funziona molto a lungo senza cadere.

Conclusione

La grafite è utile. Anche in presenza di calore, rimane forte. Le proprietà della grafite la aiutano a lavorare nelle macchine. È presente nelle batterie e in altri oggetti. Scoprite le informazioni sulla grafite! Per saperne di più JINSUNCARBON in questo momento.