Grafīts un tā pielietojums elektrotehnikā

Nosaukums "grafīts" cēlies no grieķu vārda "grapho" - rakstīt. Šis minerāls ir viena no oglekļa modifikācijām ar raksturīgu slāņainu struktūru. Ir saglabājušās vēsturiskas liecības par grafīta izmantošanu senatnē kā krāsvielu - tas ir māla trauks, kas datēts ar 40. gadsimtu pirms mūsu ēras, krāsots ar šo minerālu.

Mūsdienu nosaukumu grafīts 1789. gadā ieguva vācu ģeologs un skolotājs Ābrahams Gotlobs Verners, kurš cita starpā pētīja nogulumiežu slāņus un izstrādāja arī skalas minerālu noteikšanai pēc ārējām pazīmēm.

Dabā grafīts veidojas seklā dziļumā organisko atlieku saturošo iežu metamorfisma dēļ. Pēc fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām grafīts ir kristāliska ugunsizturīga viela, nedaudz taukaina uz tausti, melnā vai pelēkā krāsā ar raksturīgu metālisku spīdumu.

Salīdzinot ar dimantu, grafīts ir ļoti mīksts atomu režģa slāņainās struktūras dēļ.Oglekļa atomi atrodas grafītā slāni pa slānim, un attālums starp slāņiem ir lielāks nekā starp atomiem vienā slānī, un elektroni, kas savieno slāņus savā starpā, veido nepārtrauktu elektronu mākoni - tāpēc grafīts ir strāvas vadītājs un tam ir raksturīgs metālisks spīdums.

Ar blīvumu no 2,08 līdz 2,23 g/cm3 tā elektriskā pretestība istabas temperatūrā ir 765 reizes lielāka nekā vara.

Atšķirībā no dimanta, grafīts labi vada elektrību un siltumu. Grafīta maigums (sajaukts ar kaolīnu) tiek uzklāts zīmuļos. Ja paskatās uz grafītu mikroskopā, ir viegli pamanīt pārslas, tās paliek uz papīra, veidojot atzīmi, kad lietojam zīmuli.

Grafīta fizikālās un ķīmiskās īpašības atklāja tā plašu izmantošanu dažādās elektrotehnikā. Pateicoties ķīmiskajai izturībai pret agresīviem ūdens šķīdumiem, ugunsizturīgām īpašībām un augstu elektrovadītspēju, elektrodi un sildelementi dažādiem mērķiem ir izgatavoti no grafīta. Piemēram, iegūstot aktīvo metālu ar elektrolīzi, elektrodi ir izgatavoti no grafīta.

Iegūstot alumīniju, grafīts pats iziet no elektrolizatora reakcijas zonas oglekļa dioksīda sastāvā, tāpēc nav nepieciešams veikt citus sarežģītus pasākumus tā iznīcināšanai.

Augstas pretestības vadošās līmes satur tikai grafītu kā vadošu sastāvdaļu. Nu visi, protams, zina, ka tieši no grafīta tiek izgatavotas dažādas kontaktbirstes un elektroiekārtu strāvas kolektori (elektrisko transportlīdzekļu un celtņu kolektoru motori, strāvas reostatu kontakti utt.), kur pārvietojami un tajā pašā dažkārt. nepieciešama uzticama elektrības rozete...

Bet, ja mēs teicām, ka grafīts ir tik mīksts, kā tiek izgatavotas otas no kolektoru mezgliem, kas pastāvīgi berzē pret kontaktplāksnēm un gredzeniem? Galu galā ļoti bieži grafīta birstes var atrast sadzīves tehnikā: maisītājā, elektriskajā skuveklī, kafijas dzirnaviņās, elektriskajā urbjmašīnā, dzirnaviņās utt. Kāds šeit ir noslēpums? Kāpēc otas uzreiz nenolietojas kā zīmulis?

Bet tas ir jautājums sukas elektrotehnikai Tās ir izgatavotas nevis no tīra grafīta, bet no grafīta ar saistvielas piedevu un pat tiek pakļautas speciālai apstrādei.Otu ražošanas tehnoloģija ir diezgan sarežģīta, tā ietver presēšanas un apdedzināšanas procesus, kas padara otas izturīgākas un izturīgākas pret valkāt..

Tātad pēdējā ražošanas posmā elektrotransplantācijas otas tiek piesātinātas ar oglekli krāsnī 2500 grādu temperatūrā! Metāla grafīta birstes satur metāla pulverus un kvēpus.

Ir cietas, vidējas un mīkstas elektrogrāfiskās otas. Mīkstas otas:

• EG-4 un EG-71; EG -14 — vidējs, universāls;

• EG-8 un EG-74 ir cieti, satur abrazīvu pulveri.

Cietās birstes tiek izmantotas augstas temperatūras un sarežģītas komutācijas apstākļos, tāpēc birstes sastāvā esošais abrazīvs piešķir birstei papildu tīrīšanas funkciju, kad birste ne tikai nodod strāvu kolektoram, bet arī uzreiz attīra to no oglekļa nogulsnēm.

Tēmas turpinājums:

Kāda ir atšķirība starp grafēnu un grafītu?