Яка щільність графіту?

Графіт дуже важливий у промисловому виробництві та повсякденному житті. Різні типи графіту мають різну щільність, і важливо розуміти фактори, що впливають на щільність графіту, методи вимірювання тощо, оскільки це має важливе значення у промисловому виробництві.

Яка щільність різних видів графіту?

Природний графіт

- Пластівчастий графіт: зазвичай близько 2,09 - 2,23 г/см³.

- Землистий графіт (мікрокристалічний графіт): зазвичай близько 2,0 - 2,2 г/см³.

Штучний графіт

– Ізостатичний графіт під тискомВисока щільність, що досягає 1,7 - 1,9 г/см³. Завдяки своїм ізотропним характеристикам, ізостатичний графіт може досягти високого рівня після спеціальної технологічної обробки, що допомагає поліпшити його властивості, такі як міцність, електропровідність і теплопровідність.

– Формований графіт: зазвичай коливається в межах 1,6 - 1,85 г/см³. На його щільність впливають такі фактори, як тиск формування, сировина і зв'язуючі речовини, і щільність в цьому діапазоні може відповідати основним вимогам різних сценаріїв застосування, наприклад, механічних ущільнень і електродів.

– Екструдований графіт:  близько 1,5 - 1,7 г/см³. У процесі екструзії розташування частинок і ступінь ущільнення сировини впливають на кінцеву щільність. Екструдований графіт в цьому діапазоні щільності демонструє хороші показники в таких сферах застосування, як електродні матеріали та щітки.

Фактори, що впливають на щільність

1. Сировина:

Природа графітової сировини може впливати на щільність кінцевого продукту. Наприклад, розмір частинок, форма, чистота і т.д. сировини впливають на насипну щільність і кристалічність графіту.

2. способи формування:

Різні методи формування, такі як лиття, екструзія, ізостатичне пресування тощо, матимуть вплив. Наприклад, ізостатичне пресування дозволяє досягти більшої щільності графітових виробів, оскільки цей метод дозволяє рівномірно прикладати тиск до графітового матеріалу, тим самим зменшуючи внутрішню пористість.

3. температура і час спікання:

Під час процесу спікання контроль температури та часу має важливий вплив. Більш висока температура спікання і правильний час витримки можуть сприяти кристалізації і злиттю частинок графіту, зменшенню пористості і, таким чином, збільшенню щільності.

4. Пористість:

Пористість графіту безпосередньо впливає на його щільність. Чим вища пористість, тим нижча щільність. Утворення пор може бути пов'язане з такими факторами, як характеристики сировини, виділення газів під час підготовки та усадка під час спікання.

5. вміст домішок:

Якщо графіт містить більше домішок, це вплине на цілісність і компактність його кристалічної структури, що призведе до зниження щільності.

6. ступінь графітизації:

Чим вищий ступінь графітизації, тим повніша кристалічна структура графіту, і відповідно зростає щільність.

Методи вимірювання густини графіту

1. Принцип Архімеда (метод дренажу).

Згідно з принципом Архімеда, виштовхувальна сила, яку відчуває предмет у рідині, дорівнює вазі, яку він витісняє з рідини. Вимірявши вагу графіту в повітрі та його вагу у воді (плавучість), можна обчислити об'єм графіту. Потім, об'єднавши його з масою, можна отримати результат.

2. Метод пікнометра

Вимірюючи масу відомого об'єму пікнометра, коли він заповнений рідиною (наприклад, водою), і масу, що залишилася після переливання рідини, можна обчислити об'єм графітового зразка, а отже, і густину.

3. Метод прямого вимірювання (для зразків графіту правильної форми)

Для зразків графіту правильної форми (наприклад, куби, кубоїди, циліндри тощо) можна безпосередньо виміряти розмір і обчислити об'єм. Потім можна розрахувати густину в поєднанні з масою.

Порівняння щільності графіту з однотипними вуглецевими матеріалами

Активоване вугілля проти графіту

Активоване вугілля - це вуглецевий матеріал з дуже пористою структурою. Через велику кількість пор щільність активованого вугілля відносно низька, зазвичай близько 0,5 - 0,9 г/см³. На відміну від нього, графіт набагато щільніший за активоване вугілля.

Алмаз проти графіту

При кімнатній температурі і тиску густина алмазу становить близько 3,5 - 3,53 г/см³. Таким чином, густина алмазу більша за густину графіту.

Вуглецеве волокно проти графіту

Щільність вуглецевого волокна зазвичай становить від 1,7 до 2,2 г/см³, але його щільність може змінюватися залежно від типу волокна та процесу підготовки. Тому графіт частково перекриває вуглецеве волокно в діапазоні щільності.

Вуглецеві нанотрубки проти графіту

Вуглецеві нанотрубки - це трубчастий вуглецевий матеріал, і їхня щільність залежить від таких факторів, як діаметр трубки, товщина стінки трубки тощо. Щільність одностінних вуглецевих нанотрубок становить близько 1,3 - 1,4 г/см³. Графіт щільніший за вуглецеві нанотрубки.

Значення щільності графіту в промисловому виробництві

Оцінка роботи: Щільність графіту тісно пов'язана з його фізичними властивостями. Вища щільність зазвичай означає кращу механічну міцність, зносостійкість, електричний провідність тощо. Вимірюючи щільність графіту, можна попередньо оцінити його характеристики в конкретному застосуванні, що дає основу для вибору правильного графітового матеріалу.

Контроль якості: У процесі виробництва графітових виробів щільність є важливим показником якості. Контролюючи параметри виробничого процесу, щоб забезпечити досягнення графітовими виробами очікуваного діапазону щільності, можна гарантувати стабільність якості та однорідність продукту. Вироби з незадовільною щільністю можуть вплинути на їх продуктивність і довговічність в експлуатації.

Висновок

Підсумовуючи, щільність графіту є вирішальним фактором, що визначає його механічні властивості і, отже, його промислове застосування. Потенційні можливості застосування графіту в різних галузях розширюються, а його роль в індустріальному ландшафті продовжує зростати.