Grafit i jego zastosowanie w elektrotechnice

Nazwa „grafit” pochodzi od greckiego słowa „grapho” – pisać. Minerał ten jest jedną z odmian węgla o charakterystycznej budowie warstwowej. Zachowały się historyczne dowody na stosowanie grafitu w starożytności jako barwnika – jest to gliniane naczynie z 40 wieku p.n.e., pomalowane tym minerałem.

Współczesną nazwę grafit uzyskał w 1789 r. niemiecki geolog i nauczyciel Abraham Gottlob Werner, który między innymi badał warstwy skał osadowych, a także opracował skale do oznaczania minerałów za pomocą znaków zewnętrznych.

W naturze grafit powstaje na płytkiej głębokości, w wyniku metamorfizmu skał zawierających szczątki organiczne. Pod względem właściwości fizycznych i chemicznych grafit jest krystaliczną substancją ogniotrwałą, lekko tłustą w dotyku, koloru czarnego lub szarego, z charakterystycznym metalicznym połyskiem.

W porównaniu z diamentem grafit jest bardzo miękki ze względu na warstwową strukturę sieci atomowej.Atomy węgla znajdują się w graficie warstwa po warstwie, a odległość między warstwami jest większa niż między atomami w pojedynczej warstwie, a elektrony łączące warstwy ze sobą tworzą ciągłą chmurę elektronową - grafit jest więc przewodnikiem prądu i ma charakterystyczny metaliczny połysk.

Przy gęstości od 2,08 do 2,23 g/cm3 jej opór elektryczny w temperaturze pokojowej jest 765 razy większy niż w przypadku miedzi.

W przeciwieństwie do diamentu grafit dobrze przewodzi prąd i ciepło. Miękkość grafitu (zmieszanego z kaolinem) jest nakładana w ołówkach. Jeśli spojrzysz na grafit pod mikroskopem, łatwo zobaczysz płatki, pozostają one na papierze, tworząc ślad, gdy używamy ołówka.

Właściwości fizyczne i chemiczne grafitu otworzyły jego szerokie zastosowanie w różnych elektrotechnice. Ze względu na swoją odporność chemiczną na agresywne roztwory wodne, ognioodporność oraz wysoką przewodność elektryczną, elektrody i elementy grzejne do różnych zastosowań wykonywane są z grafitu. Na przykład w pozyskiwaniu metali aktywnych przez elektrolizę, elektrody są wykonane z grafitu.

Po uzyskaniu aluminium sam grafit opuszcza strefę reakcji elektrolizera w składzie dwutlenku węgla, więc nie ma potrzeby stosowania innych skomplikowanych zabiegów jego utylizacji.

Kleje przewodzące o wysokiej rezystancji zawierają tylko grafit jako składnik przewodzący. Cóż, wszyscy oczywiście wiedzą, że to z grafitu powstają różne szczotki kontaktowe i kolektory prądu urządzeń elektrycznych (silniki kolektorów pojazdów elektrycznych i dźwigów, styki reostatów prądu itp.), Gdzie są ruchome i czasami w tym samym potrzebne jest niezawodne gniazdko elektryczne...

Ale jeśli powiedzieliśmy, że grafit jest taki miękki, to jak szczotki są zrobione z zespołów kolektorów, które nieustannie ocierają się o płytki stykowe i pierścienie? W końcu bardzo często szczotki grafitowe można znaleźć w sprzęcie AGD: w mikserze, golarce elektrycznej, młynku do kawy, wiertarce elektrycznej, młynku itp. W czym tkwi sekret? Dlaczego pędzle nie zużywają się od razu jak ołówek?

Ale o to chodzi szczotki dla elektrotechniki Wykonane są nie z czystego grafitu, ale z grafitu z dodatkiem spoiwa, a nawet poddawane specjalnej obróbce.Technologia produkcji szczotek jest dość złożona, obejmuje procesy prasowania i wypalania, co czyni szczotki bardziej wytrzymałymi i odpornymi na nosić. .

Tak więc na ostatnim etapie produkcji szczotki do elektrograftów są nasycane węglem w piecu w temperaturze 2500 stopni! Metalowe szczotki grafitowe zawierają proszki metali i sadzę.

Istnieją twarde, średnie i miękkie pędzle elektrograficzne. Miękkie pędzle:

• EG-4 i EG-71; EG -14 — średni, uniwersalny;

• EG-8 i EG-74 są twarde, zawierają proszek ścierny.

Twarde szczotki stosowane są w warunkach wysokich temperatur i trudnej komutacji, dlatego zawarte w szczotce ścierniwo nadaje szczotce dodatkową funkcję czyszczącą, gdy szczotka nie tylko przekazuje prąd do kolektora, ale także natychmiastowo oczyszcza go z nagarów.

Kontynuacja tematu:

Jaka jest różnica między grafenem a grafitem?