Какова плотность графита?

Графит очень важен в промышленном производстве и повседневной жизни. Различные типы графита имеют разную плотность, и важно понимать факторы, влияющие на плотность графита, методы измерения и т.д., поскольку он имеет важное значение в промышленном производстве.

Какова плотность различных видов графита?

Натуральный графит

- Чешуйчатый графит: обычно около 2,09 - 2,23 г/см³.

- Землистый графит (микрокристаллический графит): обычно около 2,0-2,2 г/см³.

Искусственный графит

– Изостатическое давление графита: высокая плотность, достигающая примерно 1,7-1,9 г/см³. Благодаря своим изотропным характеристикам, изостатический графит может достичь высокого уровня после специальной технологической обработки, которая помогает улучшить его свойства, такие как прочность, электропроводность и теплопроводность.

– Литой графит: обычно колеблется в пределах 1,6-1,85 г/см³. На плотность влияют такие факторы, как давление формования, сырье и связующие вещества, и плотность в этом диапазоне может удовлетворять основным требованиям различных сценариев применения, таких как механические уплотнения и электроды.

– Экструдированный графит:  около 1,5 - 1,7 г/см³. В процессе экструзии расположение частиц и степень уплотнения сырья влияют на конечную плотность. Экструдированный графит в этом диапазоне плотности демонстрирует хорошие характеристики в таких областях применения, как электродные материалы и щетки.

Факторы, влияющие на плотность

1.Сырье:

Природа исходного материала графита может влиять на плотность конечных продуктов. Например, размер частиц, форма, чистота и т. д. сырья влияют на насыпную плотность и кристалличность графита.

2.Методы формовки:

Различные методы формования, такие как литье, экструзия, изостатическое прессование и т.д., будут оказывать влияние. Например, формование изостатическим прессованием позволяет достичь более высокой плотности графитовых изделий, поскольку этот метод позволяет равномерно прикладывать давление к графитовому материалу, тем самым уменьшая внутреннюю пористость.

3.Температура и время спекания:

В процессе спекания большое значение имеет контроль температуры и времени. Более высокая температура спекания и надлежащее время выдержки могут способствовать кристаллизации и сплавлению частиц графита, уменьшению пористости и, следовательно, увеличению плотности.

4.Пористость:

Пористость графита напрямую влияет на его плотность. Чем выше пористость, тем ниже плотность. Образование пор может быть связано с такими факторами, как характеристики исходного материала, выделение газов при подготовке и усадка при спекании.

5.Содержание примесей:

Если графит содержит больше примесей, это нарушает целостность и компактность его кристаллической структуры, что приводит к снижению плотности.

6.Степень графитизации:

Чем выше степень графитизации, тем полнее кристаллическая структура графита, и соответственно увеличивается его плотность.

Методы измерения плотности графита

1. Принцип Архимеда (метод дренажа).

Согласно принципу Архимеда, сила плавучести, которую испытывает объект в жидкости, равна весу, который он вытесняет из жидкости. Измерив вес графита в воздухе и его вес в воде (плавучесть), можно рассчитать объем графита. Затем, соединив его с массой, можно получить результат.

2. Пикнометрический метод

Измерив массу известного объема пикнометра, когда он заполнен жидкостью (например, водой), и массу, оставшуюся после выливания жидкости, можно рассчитать объем образца графита, а значит, и плотность.

3. Метод прямого измерения (для графитовых образцов правильной формы)

Для графитовых образцов правильной формы (например, кубов, кубоидов, цилиндров и т.д.) можно непосредственно измерить размер и рассчитать объем. Затем можно рассчитать плотность в сочетании с массой.

Сравнение плотности графита и углеродных материалов того же типа

Активированный уголь VS Графит

Активированный уголь - это углеродный материал с высокопористой структурой. Благодаря большому количеству пор плотность активированного угля относительно низкая, обычно около 0,5-0,9 г/см³. Напротив, графит гораздо плотнее активированного угля.

Алмаз VS графит

При комнатной температуре и давлении плотность алмаза составляет около 3,5 - 3,53 г/см³. Таким образом, плотность алмаза больше, чем у графита.

Углеродное волокно VS графит

Плотность углеродного волокна обычно составляет от 1,7 до 2,2 г/см³, но ее значение зависит от типа волокна и процесса подготовки. Поэтому графит частично перекрывает углеродное волокно в диапазоне плотностей.

Углеродные нанотрубки VS графит

Углеродные нанотрубки представляют собой трубчатый углеродный материал, плотность которого зависит от таких факторов, как диаметр трубки, толщина ее стенок и т. д. Плотность одностенных углеродных нанотрубок составляет около 1,3-1,4 г/см³. Графит плотнее углеродных нанотрубок.

Значение плотности графита в промышленном производстве

Оценка производительности: Плотность графита тесно связана с его физическими свойствами. Более высокая плотность обычно означает лучшую механическую прочность, износостойкость, электрика проводимость и т.д. Измеряя плотность графита, можно предварительно оценить его эффективность в конкретной области применения, что дает основу для выбора подходящего графитового материала.

Контроль качества: В процессе производства графитовых изделий плотность является важным показателем качества. Контролируя параметры производственного процесса, чтобы обеспечить достижение графитовым изделием ожидаемого диапазона плотности, можно гарантировать стабильность качества и постоянство продукта. Продукты с неудовлетворительной плотностью могут повлиять на их производительность и долговечность в эксплуатации.

Заключение

Таким образом, плотность графита является важнейшим фактором, определяющим его механические свойства и, соответственно, область применения в промышленности. По мере того как расширяются возможности его применения в различных отраслях, его значимость в промышленном ландшафте продолжает расти.