Tieteen popularisointi - Grafiitti

Jo 1930-luvulla Li Maon grafiittikaivos Jixissä Heilongjiangin maakunnassa ja Shanshuin kivigrafiittikaivos Shandongin maakunnassa aloittivat grafiitin tuotannon ja jalostuksen. Tuolloin rikastusprosessi oli yksinkertainen, työntekijöiden työolosuhteet huonot ja tuottavuus erittäin alhainen, vuosituotanto vain useita tuhansia tonneja. Useiden vuosikymmenten kehityksen jälkeen grafiitti- ja hiilituotteiden tuotanto Kiinassa on kasvanut nopeasti. Vuodesta 2004 vuoteen 2011 grafiitin ja hiilituotteiden tuotannon yhdistetty vuosikasvu oli 22,12 %. Vuonna 2011 grafiitti- ja hiilituotteiden tuotanto Kiinassa oli 2 556,17 miljoonaa tonnia, ja se kasvoi 21,98 % edellisvuoteen verrattuna.

Grafiitti- ja hiilituotteilla on erinomaiset ominaisuudet ja niitä käytetään yhä enemmän. Niiden tuotantokapasiteetti ja taloudellinen hyöty ovat nopeassa kasvussa. Vuonna 2011 Kiinan grafiitti- ja hiilituoteteollisuuden kehitys oli nopeaa. Alan yrityksillä oli korkea kyky hallita ja hallita kustannuksia ja niillä oli vahva kannattavuus. Tilastoviraston tietojen mukaan Kiinan grafiitti- ja hiilituoteteollisuuden teollisuustuotannon arvo vuonna 2011 oli 167,564 miljardia yuania; myyntitulot olivat 167,765 miljardia yuania, kasvua 40,58 %; kokonaisvoitto oli 10,959 miljardia yuania, kasvua 50,87 %. Sovellusten jatkuvan laajentumisen myötä myös Kiinan grafiitti- ja hiilituoteteollisuudessa kilpailu on kiristynyt.

Kiinassa on suuri määrä grafiitti- ja hiilituotteita valmistavia yrityksiä tuotannon mittakaavassa, ja pitoisuustaso on suhteellisen alhainen. Vuoden 2011 loppuun mennessä Kiinan grafiitti- ja hiilituoteteollisuudessa oli tuotantomäärissä 871 yritystä. Kymmenen suurimman yrityksen kokonaismyyntitulot olivat vain 13,46 % koko toimialasta. Maailmanlaajuisten grafiitti- ja hiilituotemarkkinoiden kehityssuunnan ja kilpailutilanteen näkökulmasta Kiinan grafiitti- ja hiilituoteteollisuus keskittyy tulevaisuudessa vähitellen suuriin ryhmiin ja tämän teollisuuden keskittymisaste nousee entisestään.

Kiinassa teollisuudenalojen, kuten metallurgian, kemiantekniikan, koneiden, lääketieteellisten laitteiden, ydinenergian, autojen, ilmailuteollisuuden jne., nopean kehityksen myötä grafiitti- ja hiilituotteiden kysyntä näillä aloilla kasvaa edelleen, ja Kiinan grafiitti- ja hiilituoteteollisuus jatkaa nopeaa kasvuaan. Vuodesta 2006 vuoteen 2011 Kiinan grafiitti- ja hiilituoteteollisuuden myyntituottojen vuotuinen kasvuvauhti oli 36,56 %.

Johtuu kreikan sanasta "graphein", joka tarkoittaa "käytetään kirjoittamiseen". Sen nimesi saksalainen kemisti ja mineralogi AG Werner vuonna 1789.

Hiili on hyvin yleinen alkuaine, jota esiintyy eri muodoissa ilmakehässä ja maankuoressa. Ihminen on tunnistanut ja käyttänyt hiiltä alkuainemuodossaan jo pitkään. Sarja hiiliyhdisteitä - orgaanisia aineita - ovat elämän perusta. Hiili on yksi harkkoraudan, takoraudan ja teräksen komponenteista. Hiili voi kemiallisesti yhdistyä itsensä kanssa muodostaen suuren määrän yhdisteitä, jotka ovat tärkeitä molekyylejä biologiassa ja kaupassa. Suurin osa elävien organismien molekyyleistä sisältää hiiltä.

Olemassaololomake

Hiiltä on eri muodoissa, mukaan lukien kiteinen alkuainehiili, kuten timantti ja grafiitti; amorfinen hiili, kuten kivihiili; monimutkaiset orgaaniset yhdisteet, kuten eläimet ja kasvit; ja karbonaatit, kuten marmori. Alkuainehiilen fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet riippuvat sen kiderakenteesta. Timantilla, joka on erittäin kovaa, ja grafiitilla, joka on pehmeä ja liukas, on erilaiset kiderakenteet ja siten erilaiset ulkonäöt, tiheydet, sulamispisteet jne.

Kiinteistön ominaisuudet

Huoneenlämpötilassa alkuainehiilen kemialliset ominaisuudet ovat suhteellisen vakaat, eikä se liukene veteen, laimeaan happoon, laimeaan emäkseen tai orgaanisiin liuottimiin. Korkeissa lämpötiloissa se reagoi hapen kanssa palaen, jolloin syntyy hiilidioksidia tai hiilimonoksidia. Vain vety voi reagoida suoraan alkuainehiilen kanssa halogeeneissa. Kuumennusolosuhteissa alkuainehiili on suhteellisen helppo hapettaa hapoilla; korkeissa lämpötiloissa hiili voi myös reagoida monien metallien kanssa muodostaen metallikarbideja. Hiili on pelkistävää ja sitä voidaan käyttää metallien sulattamiseen korkeissa lämpötiloissa. Lisäksi grafiitti voidaan liuottaa kloorisulfonihapolla, jolloin muodostuu yksikerroksisen-grafeenin kloorisulfonihappo"liuos".
Grafiitti on hiilipitoisten alkuaineiden kiteinen mineraali. Sen kiteinen runko on kuusikulmainen kerrosrakenne. Kunkin kerroksen välinen etäisyys on 340 pm ja hiiliatomien välinen etäisyys samassa kerroksessa on 142 pm. . Se kuuluu kuusikulmaiseen kidejärjestelmään ja siinä on täydellinen kerroshalkeama. Pilkkomistasot koostuvat pääosin molekyylisidoksista ja niillä on suhteellisen heikko molekyyli vetovoima, joten sen luonnollinen kelluvuus on erittäin hyvä.

Ainutlaatuisen rakenteensa ansiosta grafiitilla on seuraavat erityisominaisuudet:

1) Lämmönkestävyys: Grafiitin sulamispiste on 3850 ± 50 astetta ja sen kiehumispiste on 4250 astetta. Jopa ultra-korkean lämpötilan sähkökaarien polttamisen jälkeen painohäviö on hyvin pieni, ja lämpölaajenemiskerroin on myös erittäin alhainen. Grafiitin lujuus kasvaa lämpötilan noustessa. 2000 asteessa grafiitin lujuus kaksinkertaistuu.

2) Sähkö- ja lämmönjohtavuus: Grafiitin sähkönjohtavuus on yli 100 kertaa suurempi kuin tavallisten ei--metallisten mineraalien sähkönjohtavuus. Sen lämmönjohtavuus ylittää metallien, kuten teräksen, raudan ja lyijyn, lämmönjohtavuuden. Lämmönjohtavuus laskee lämpötilan noustessa ja jopa erittäin korkeissa lämpötiloissa grafiitista tulee eriste. Grafiitti voi johtaa sähköä, koska jokainen grafiitin hiiliatomi muodostaa vain 3 kovalenttista sidosta muiden hiiliatomien kanssa ja jokaisessa hiiliatomissa on edelleen yksi vapaa elektroni siirtääkseen sähkövarauksen.

3) Voitelukyky: Grafiitin voiteluominaisuus riippuu grafiittihiutaleiden koosta. Mitä suurempia hiutaleita on, sitä pienempi kitkakerroin ja sitä parempi voitelukyky.

4) Kemiallinen stabiilisuus: Grafiitilla on erinomainen kemiallinen stabiilisuus huoneenlämpötilassa ja se kestää korroosiota hapoista, emäksistä ja orgaanisista liuottimista.

5) Plastisuus: Grafiitilla on hyvä sitkeys ja se voidaan jauhaa erittäin ohuiksi levyiksi.
6) Lämpösokinkestävyys: Huoneenlämmössä käytettynä grafiitti kestää rajuja lämpötilan muutoksia vahingoittumatta. Lämpötilan vaihteluiden aikana grafiitin tilavuuden muutos on minimaalinen eikä halkeamia muodostu.

Grafiitin sulamispiste
Timantin sulamispiste on 3823K ja grafiitin 3925K. Grafiitin sulamispiste on korkeampi kuin timantin.
Grafiitin ja timantin sulamispisteiden vertailua ei voida ajatella pelkästään sidosenergian näkökulmasta. Jos sulatuksen aikana katkenneiden sidosten lukumäärä jätetään huomioimatta, saadut tiedot eivät ole luotettavia.

Allotrooppiset muodot
Grafiitti, timantti, hiili 60, hiilinanoputket, grafeeni jne. ovat kaikki hiilielementin alkuainemuotoja. Ne ovat kaikki saman alkuaineen isomeerejä.

Alkuperä ja jakelu
Muodostuminen ja esiintyminen: Grafiittia muodostuu korkeissa lämpötiloissa. Laajimmin levinnyt tyyppi on grafiitin metamorfinen esiintymä, joka muodostuu orgaanista ainesta tai hiilipitoisia materiaaleja sisältävien sedimenttikivien alueellisesta metamorfoinnista.
Kuuluisat tuotantoalueet: Ticonderoga, New York, Madagaskar ja Ceylon.

Grafiitin tekniset ominaisuudet riippuvat pääasiassa sen kidemuodosta. Grafiittimineraaleilla, joilla on eri kidemuotoja, on erilaisia ​​teollisia arvoja ja sovelluksia. Teollisuudessa grafiitti luokitellaan kolmeen luokkaan eri kidemuotojen perusteella.

Delanium-grafiitti

Yleisesti ottaen kaikkia grafiittimateriaaleja, jotka on saatu orgaanisella hiilellä ja sen jälkeen korkean lämpötilan käsittelyllä grafitointia varten, voidaan kutsua keinotekoiseksi grafiitiksi, kuten hiilikuiduiksi, pyrolyyttiseksi hiileksi ja vaahdotettuksi grafiitiksi jne. Kun taas suppeammassa merkityksessä keinografiitti tarkoittaa yleensä lohkomaista kiinteää materiaalia, joka on tuotettu käyttämällä vähähiilipitoisena raaka-aineena epäpuhtautena{2}. sideaineen ja prosessien, kuten panostuksen, sekoittamisen, muovauksen, karbonoinnin ja grafitoinnin kautta. Esimerkkejä ovat grafiittielektrodit ja isostaattinen puristusgrafiitti.

Keinotekoinen grafiitti voidaan yleensä luokitella neljään muovausmenetelmään: tärinämuovaus, ekstruusiomuovaus, puristusmuovaus ja isostaattinen puristusmuovaus.

Kiteinen hiutalegrafiitti

Grafiittikiteet ovat hiutaleiden muodossa; ne muodostuvat muodonmuutoksen kautta korkeassa paineessa, ja niissä on suuria hiutaleita ja pieniä hiutaleita. Tämän tyyppisen grafiittimalmin ominaisuudet ovat, että sen laatu ei ole korkea, yleensä 2–3 prosenttia tai 10–25 prosenttia. Se on yksi luonnon parhaista kelluvista malmeista, ja moninkertaisella jauhauksella ja valinnalla voidaan saada korkealaatuista-grafiittirikastetta. Tämän tyyppisen grafiitin kelluvuus, voitelevuus ja plastisuus ovat parempia kuin muiden grafiittityyppien; siksi sen teollinen arvo on suurin.
Gfaniittinen grafiitti

Kryptokiteinen grafiitti tunnetaan myös nimellä mikrokiteinen grafiitti tai maanläheinen grafiitti. Tämän tyyppisen grafiitin kiteiden halkaisijat ovat yleensä alle 1 mikrometrin ja ominaispinta-ala vaihtelee välillä 1-5 m2/g. Se on kokoelma mikrokiteistä grafiittia, ja se voidaan nähdä vain kiteiden muodossa elektronimikroskoopilla. Tämän tyyppiselle grafiitille on ominaista, että sen pinta on maanläheinen, kiilto puuttuu ja sen voitelevuus on hieman huonompi kuin hiutalegrafiitti. Arvosana on suhteellisen korkea. Se on yleensä 60-85%. Muutama voi saavuttaa yli 90 %. Sitä käytetään enimmäkseen valimoteollisuudessa.

Grafiittia käytetään laajalti teollisuudessa ja sitä käytetään lähes kaikilla aloilla. Teollisuudessa yleisimmin käytetty tyyppi on keinografiitti, joka tunnetaan myös nimellä erikoisgrafiitti. Sen muodostamistavasta riippuen se voidaan luokitella seuraaviin tyyppeihin.

1. Isostaattinen painegrafiitti. Tätä monet kutsuvat "kolme-korkeaksi grafiitiksi", mutta se ei välttämättä ole isostaattista painetta vain siksi, että se on "kolme-korkea".
2. Valettu grafiitti
3. Ekstrudoitu grafiitti, jota käytetään enimmäkseen elektrodimateriaalina.
Niiden joukossa grafiitin hiukkaskoon mukaan se voidaan jakaa myös seuraaviin: yksityiskohtaisen rakenteen grafiitti, keski-karkea grafiitti (yleinen hiukkaskoko noin 0,8 mm) ja elektrodigrafiitti (2–4 mm).

Grafiittikiteissä samassa kerroksessa olevat hiiliatomit muodostavat kovalenttisia sidoksia sp2-hybridisaation kautta. Jokainen hiiliatomi on kytketty kolmeen muuhun atomiin kolmen kovalenttisen sidoksen kautta. Kuusi hiiliatomia muodostavat säännöllisen kuusikulmaisen renkaan samassa tasossa, joka ulottuu kerrosrakenteeksi. C-C-sidosten sidospituudet ovat kaikki 142 pm, mikä osuu tarkalleen atomikiteiden sidospituusalueelle. Siksi samalle kerrokselle se on atomikide. Samassa tasossa jokaisella hiiliatomilla on vielä yksi p-kiertorata jäljellä, ja ne menevät päällekkäin. Elektronit ovat suhteellisen vapaita ja vastaavat metallien vapaita elektroneja, joten grafiitti voi johtaa lämpöä ja sähköä, mikä on metallikiteille ominaista. Siksi se kuuluu myös metallikiteiden luokkaan.

Grafiittikiteen kerroksia erottaa 340 pm, mikä on suhteellisen suuri etäisyys. Van der Waalsin voimat pitävät niitä yhdessä, mikä tarkoittaa, että ne kuuluvat molekyylikiteeseen. Saman tasakerroksen hiiliatomien välisen vahvan sidoksen vuoksi niitä on kuitenkin erittäin vaikea rikkoa, joten myös grafiitin sulamispiste on erittäin korkea ja kemialliset ominaisuudet vakaat.
Ainutlaatuisen sidostavan vuoksi sitä ei voida yksinkertaisesti luokitella atomikiteeksi tai molekyylikiteeksi. Nykyaikaisesti sitä pidetään sekakiteenä.

Kiteen ominaisuudet

Kidejärjestelmä ja avaruusryhmä: Kuusikulmainen kidejärjestelmä, P63/mc
Soluparametrit: a0=0.246 nm, c0=0.670 nm
Tyypillinen kerrosrakenne, hiiliatomit on järjestetty kerroksiin, jokainen hiili on kytketty viereiseen hiileen yhtä suurella etäisyydellä, kunkin kerroksen hiilet on järjestetty kuusikulmaiseksi rengaskuvioksi, vierekkäisten kerrosten hiiliatomien kuusikulmaiset renkaat siirtyvät yhdensuuntaisen tason suunnassa ennen kuin ne asetetaan päällekkäin muodostamaan kerrosrakenne. Erityyppiset polymorfit johtuvat siirtymien erilaisista suuntauksista ja etäisyyksistä. Ylemmän ja alemman kerroksen hiiliatomien välinen etäisyys on paljon suurempi kuin saman kerroksen hiiliatomien välinen etäisyys (C-C-etäisyys kerroksen sisällä=0.142 nm, C-C-etäisyys kerrosten välillä=0.340 nm)
Muoto: Yksittäiset kiteet ovat yleensä arkki-tai levymäisessä-muodossa, mutta täydellisiä niitä nähdään harvoin. Kiviainekset ovat yleensä mittakaavassa-, lohko-kaltaisessa ja maaperässä-.
Väri: Rautamusta

Viiva: Kirkkaan musta
Läpinäkyvyys: Ei{0}}läpinäkyvää
Kiilto: Puoli{0}}metallinen kiilto
Kovuus: 1-2
Diaphaneity ja murtuma: Rinnakkaisleikkaus on erittäin täydellinen
Ominaispaino: 2.21 - 2.26 g/cm³
Ominaispinta-ala: 5 - 10 m²/g
Muut ominaisuudet: Ohut levy on joustava, tuntuu liukkaalta, altistuu värjäytymään käsille ja sillä on hyvä sähkönjohtavuus
Tunnistusominaisuudet: Rautamusta väri, alhainen kovuus, joukko erittäin täydellisiä halkeamia, liukas tuntu ja tahraa kädet; jos kuparisulfaattiliuoksella kostutettuja sinkkihiukkasia laitetaan grafiitin päälle, kuparitäpliä voi saostua, mutta tällaista reaktiota ei tapahdu grafiitilla-kuten molybdeniitillä.

Kun ihmiset ajattelevat timantteja, he yhdistävät ne välittömästi häikäiseviin ja loistaviin kohtauksiin, jotka loistavat kirkkaasti niiden liikkuessa. Kuitenkin niiden korkean hinnan vuoksi useimmat ihmiset eivät uskalla hankkia niitä. Luonnontimantteja kutsutaan "timanteiksi" vasta sen jälkeen, kun ne on kiillotettu timanteista. Luonnontimantit ovat erittäin harvinaisia. Maailmassa on vain kaksi timanttia, jotka painavat yli 1000 karaattia (1 gramma=5 karaattia), ja vain muutama timantti painaa yli 400 karaattia. Suurin Kiinasta löydetty timantti painaa 158 786 karaattia ja on nimeltään "Changlin Diamond". Kuten sanonta kuuluu, "harvinaisuus tekee jostakin arvokkaan". Koska luonnontimantit, joita voidaan käyttää "timantteina", ovat erittäin harvinaisia, ihmiset haluavat korvata ne "keinotekoisilla" timanteilla. Tämä johtaa luonnollisesti ajatukseen timantti---grafiitin "kaksosesta".

Sekä timantin että grafiitin kemiallinen koostumus on hiiltä (C), ja niitä kutsutaan saman alkuaineen "allotrooppisiksi muodoiksi". Tästä termistä voidaan ymmärtää, että niillä on sama "luonne", mutta niiden "muoto" tai "ominaisuudet" ovat erilaisia ​​ja melko erilaisia. Timantti on tällä hetkellä kovin aine, kun taas grafiitti on yksi pehmeimmistä aineista.

Grafiitin ja timantin välinen kovuusero on niin merkittävä, mutta silti ihmiset toivovat saavansa timanttia keinotekoisilla synteesimenetelmillä, koska grafiittia (hiiltä) on runsaasti saatavilla luonnossa. Grafiitin hiilen muuttaminen timantin hiilen järjestelykuvioksi ei kuitenkaan ole helppo tehtävä. Grafiitti voidaan muuttaa timanttijauheeksi 5–60 000 ilmakehän paineessa ((5–6) × 10³ MPa) ja 1000–2000 celsiusasteen lämpötiloissa käyttämällä metallikatalyyttejä, kuten rautaa, kobolttia ja nikkeliä.

Yli tusina maata ympäri maailmaa ovat onnistuneesti syntetisoineet timantteja. Tämän tyyppisessä timantissa on kuitenkin erittäin hienojakoisia hiukkasia ja sen pääasiallinen käyttökohde on hiontamateriaalina, jota käytetään leikkaamiseen ja geologisten ja öljykaivojen poraukseen. Tällä hetkellä maailman timanttien kulutuksesta 80 % keinotekoisista timanteista käytetään pääasiassa teollisuudessa, ja sen tuotanto ylittää selvästi luonnontimanttien tuotannon.

Alun perin syntetisoidut timanttihiukkaset olivat mustia, kooltaan 0,5 mm ja painoivat noin 0,1 karaattia (jalokivi{2}}laadukkaiden timanttien vähimmäiskoko on yleensä vähintään 0,1 karaattia). Yhdysvallat ja Japani ovat jo tuottaneet jopa 6,1 karaattia painavia timanttihiukkasia. Voimme sanoa, että timantit ovat "lentäneet" grafiitista. Jalokivi{8}}laatuisia synteettisiä timantteja tulee myös markkinoille lähitulevaisuudessa.

Grafiitin puhdistus: On olemassa kaksi menetelmää: kemiallinen puhdistus ja fysikaalinen puhdistus.

1.Kemiallinen puhdistus hyödyntää grafiitin ominaisuuksia, jotka kestävät happoja, emäksiä ja korroosiota. Se sisältää grafiittikonsentraatin käsittelyn hapoilla ja emäksillä epäpuhtauksien liuottamiseksi, jotka sitten pestään pois konsentraatin laadun parantamiseksi. Kemiallinen puhdistus voi tuottaa korkea-hiiligrafiittia, jonka laatu on 99 %. On olemassa erilaisia ​​kemiallisia puhdistusmenetelmiä, joista yleisimmin käytetty on korkean lämpötilan fuusiomenetelmä natriumhydroksidin kanssa.

Perusperiaate on, että korkeissa -lämpötiloissa, yli 500 astetta, grafiitin epäpuhtaudet (pääasiassa silikaattimineraalit) reagoivat natriumhydroksidin eli NaOH:n kanssa muodostaen vesiliukoisia reaktiotuotteita. Uuttamalla reaktiotuotteet vedellä voidaan poistaa joitakin epäpuhtauksia. Muut epäpuhtaudet, kuten rautaoksidit, neutraloidaan alkalifuusion jälkeen HCl:lla, jolloin muodostuu vesiliukoista rauta(III)kloridia, joka voidaan poistaa vesipesulla.

Yllä olevassa prosessivirrassa NaOH:n pitoisuus on noin 50 % ja se sekoitetaan grafiitin kanssa suhteessa 1:0,8. Toisin sanoen jokaista tuotettua korkea-hiilistä grafiittitonnia kohden kuluu noin 0,4 tonnia NaOH:ta. Lisätty HCl-määrä on noin 30 % grafiitista. Polttoaineena käytetään hiiltä, ​​noin 0,6-0,7 tonnia. Alkalifuusiomenetelmässä käytettävät laitteet sisältävät pääasiassa ankkuri-tyyppisiä sekoittimia, sulatusuuneja, kierrelapasekoittimia, V-muotoisia pesusäiliöitä jne. Talteenottoaste on 85-90 % ja investointi 15-200 000 yuania. Vaikka tämä prosessi on suhteellisen edistynyt, siinä on myös joitain puutteita, kuten suuri vedenkulutus, liiallinen grafiitin hävikki, alhainen tuotantonopeus, korkea alkalin kulutus ja ympäristöä saastuttava jäteneste.

2.Fysikaalisessa puhdistuksessa, joka tunnetaan myös korkean lämpötilan{0}}puhdistuksena, hyödynnetään grafiitin korkean lämpötilan{1}}kestävyyttä. Se asettaa grafiitin sähköuuniin, eristää sen ilmasta ja lämmittää sen 2500 asteeseen, jotta epäpuhtaudet (eli jäännökset) voivat haihtua, mikä lisää puhdistetun malmin laatua. Korkean lämpötilan-puhdistuksen avulla voidaan saada erittäin-puhtautta 99,9 %:n grafiittia. 6
Käyttö Perinteinen käyttö

1). Tulenkestävänä materiaalina: Grafiitilla ja sen tuotteilla on korkean lämpötilan kestävyys ja korkea lujuus. Metallurgisessa teollisuudessa niitä käytetään pääasiassa grafiittiupokkaiden valmistukseen. Teräksen valmistuksessa grafiittia käytetään yleisesti teräsharkkojen suoja-aineena ja metallurgisten uunien sisävuorauksena.

2). Johtavana materiaalina: Sitä käytetään sähköteollisuudessa elektrodien, harjojen, hiilitankojen, hiiliputkien, elohopeatasasuuntaajien positiivisten napojen, grafiittitiivisteiden, puhelimen osien ja television kuvaputkien pinnoitteiden jne. valmistukseen.

3) Kulutus-kestävänä voiteluaineena: Grafiittia käytetään yleisesti voiteluaineena mekaanisessa teollisuudessa. Voiteluöljy ei useinkaan sovellu käytettäväksi suurissa-nopeuksissa, korkeassa-lämpötiloissa ja korkeassa-paineessa, kun taas grafiitin kulumista-kestävät materiaalit voivat toimia ilman voiteluöljyä 200-2000 asteen lämpötiloissa ja erittäin suurilla liukunopeuksilla. Monet syövyttäviä aineita kuljettavat laitteet käyttävät laajalti grafiittimateriaaleja männänkuppien, tiivisterenkaiden ja laakerien valmistukseen. Kun ne toimivat, voiteluöljyä ei tarvitse lisätä. Grafiittiemulsio on myös hyvä voiteluaine moniin metallinkäsittelyprosesseihin (langanveto, putkenveto).

4) Grafiitilla on erinomainen kemiallinen stabiilisuus. Erityiskäsitellyllä grafiitilla on sellaisia ​​ominaisuuksia kuin korroosionkestävyys, hyvä lämmönjohtavuus ja alhainen läpäisevyys. Sitä käytetään laajalti lämmönvaihtimien, reaktiosäiliöiden, lauhduttimien, polttotornien, absorptiotornien, jäähdyttimien, lämmittimien, suodattimien ja pumppulaitteiden valmistuksessa. Sitä käytetään laajasti useilla teollisuuden aloilla, mukaan lukien petrokemianteollisuudessa, hydrometallurgiassa, happojen ja alkalien tuotannossa, synteettikuiduissa, paperinvalmistuksessa jne., mikä säästää merkittävästi metallimateriaaleja. Ei--huokoisten grafiittien korroosionkestävyys eroaa niiden sisältämien erilaisten hartsien vuoksi. Esimerkiksi fenolihartsilla kyllästetyt kestävät happoa, mutta eivät alkalia; furfuryylialkoholihartsilla kyllästetyt kestävät sekä happoa että alkalia. Myös eri lajikkeiden lämmönkestävyys vaihtelee: hiili ja grafiitti kestävät 2000-3000 celsiusasteen lämpötiloja pelkistävässä ilmakehässä ja alkavat hapettua 350 celsiusasteessa ja 400 celsiusasteessa hapettavassa ilmakehässä; ei--huokoisten grafiittilajikkeiden lämmönkestävyys riippuu myös kyllästysaineesta, ja yleensä fenoli- tai furfuryylialkoholilla kyllästetyn lämmönkestävyys on alle 180 celsiusastetta.

5) . Valu-, hiekkavalu-, muottipuristus- ja korkean lämpötilan{2}}metallurgisina materiaaleina: Grafiitin alhaisen lämpölaajenemiskertoimen ja sen kyvyn kestää nopeita jäähtymis- ja kuumennusmuutoksia, sitä voidaan käyttää lasitavaroiden muottina. Grafiitin käytön jälkeen mustat metallit voivat valmistaa komponentteja, joilla on tarkat mitat, sileät pinnat, korkea saanto ja niitä voidaan käyttää suoraan tai kevyesti prosessoimalla, mikä säästää paljon metallia. Pulverimetallurgisten prosessien, kuten kovien metalliseosten, tuotannossa grafiittimateriaaleja käytetään yleensä muottien ja posliiniveneiden valmistukseen sintrausta varten. Yksikiteiset piikiteiden kasvatusupokkaat, vyöhykepuhdistussäiliöt, tukikiinnikkeet, induktiolämmittimet jne. on kaikki valmistettu erittäin -puhtaudesta grafiitista. Lisäksi grafiittia voidaan käyttää myös grafiitin eristyslevyinä ja pohjana tyhjiösulatukseen, korkean lämpötilan vastustuskykyisten uuniputkien, tankojen, levyjen, ritilöiden ja muiden komponenttien pohjaksi korkeissa lämpötiloissa.

6) Atomienergiateollisuudelle ja puolustusteollisuudelle: Grafiitilla on erinomaiset neutronien hidastinominaisuudet ja sitä käytetään atomireaktorien neutronien hidastajana. Uraani-grafiittireaktori on yksi yleisimmin käytetyistä atomireaktoreista. Tehoatomireaktorien hidastinmateriaalilla tulee olla korkea sulamispiste, stabiilius ja korroosionkestävyys. Grafiitti täyttää nämä vaatimukset täysin. Atomireaktoreissa käytetyn grafiitin puhtaus on erittäin korkea, ja epäpuhtauspitoisuus ei ylitä useita kymmeniä PPM:iä. Erityisesti booripitoisuuden tulisi olla alle 0,5 PPM. Puolustusteollisuudessa grafiittia käytetään myös kiinteän-polttoaineen rakettien suuttimien, ohjusten kärkien, avaruusnavigointilaitteiden osien, lämmöneristysmateriaalien ja säteilysuojamateriaalien valmistukseen.

7) Grafiitti voi myös estää kattilan hilseilyä. Asianomaisten yksiköiden tekemät testit ovat osoittaneet, että lisäämällä veteen tietty määrä grafiittijauhetta (noin 4-5 grammaa per tonni vettä) voi estää hilseilyä kattilan pinnalla. Lisäksi grafiittia voidaan levittää metallipiipuihin, kattoihin, siltoihin ja putkiin korroosion ja ruosteen estämiseksi.
8) Grafiittia voidaan käyttää kynälyijynä, pigmenttinä ja kiillotusaineena. Erikoiskäsittelyn jälkeen grafiitista voidaan valmistaa erilaisia ​​erikoismateriaaleja eri teollisuudenaloille.

1960-luvulla kuparia käytettiin laajalti elektrodimateriaalina, ja sen käyttöaste oli noin 90 %, kun taas grafiitin osuus oli vain noin 10 %. 2000-luvulla yhä useammat käyttäjät alkoivat valita grafiittia elektrodimateriaaliksi. Euroopassa yli 90 % elektrodien materiaaleista on grafiittia. Tämä kerran vallitseva elektrodimateriaali, kupari, on lähes menettänyt kaikki etunsa grafiittielektrodeihin verrattuna. Mikä aiheutti tämän dramaattisen muutoksen? Tietenkin se oli grafiittielektrodien lukuisat edut.

1. Nopeampi käsittelynopeus: Yleisesti ottaen grafiitin mekaaninen käsittelynopeus on 2-5 kertaa nopeampi kuin kuparin; kun taas sähköpurkauskoneistuksen käsittelynopeus on 2-3 kertaa nopeampi kuin kupari. Materiaali epätodennäköisemmin muotoutuu: Etu on erityisen ilmeinen ohuen elektrodin käsittelyssä; kuparin pehmenemispiste on noin 1000 astetta ja se on altis muodonmuutokselle lämmön vaikutuksesta; grafiitin sublimaatiolämpötila on 3650 astetta; ja lämpölaajenemiskerroin on vain 1/30 kuparin lämpölaajenemiskertoimesta.

2. Kevyempi: Grafiitin tiheys on vain 1/5 kuparin tiheydestä. Kun suurille elektrodeille suoritetaan purkauskäsittely, se voi tehokkaasti vähentää työstökoneen kuormitusta (EDM); se sopii paremmin suurille muotteille.

3. Pienempi virrankulutus; Koska kipinäöljy sisältää myös hiiliatomeja, purkaustyöstöprosessin aikana korkea lämpötila aiheuttaa kipinäöljyn hiiliatomien hajoamisen, jolloin ne muodostavat grafiittielektrodin pinnalle suojakalvon, joka kompensoi grafiittielektrodin häviämistä.

4. Ei purseita; Kun kuparielektrodit on käsitelty, ne on vielä leikattava manuaalisesti purseiden poistamiseksi. Grafiittielektrodeissa ei kuitenkaan ole purseita, mikä säästää merkittävästi kustannuksia ja helpottaa automatisoitua tuotantoa.

5. Grafiitti on helpompi hioa ja kiillottaa; koska grafiitin leikkausvastus on vain 1/5 kuparin, se sopii paremmin manuaaliseen hiontaan ja kiillotukseen.

6. Materiaalikustannukset ovat alhaisemmat ja hinta on vakaampi. Viime vuosien kuparin hinnannousun vuoksi isotrooppisen grafiitin hinta on nyt kuparin hintaa alhaisempi. Dongyang Carboniten universaalien grafiittituotteiden hinta on samalla määrällä 30–60 % alhaisempi kuin kuparin, ja hinta on vakaampi ja lyhyen aikavälin hintavaihtelut ovat vähäiset.

Juuri tämä vertaansa vailla oleva etu on johtanut siihen, että grafiitti on vähitellen korvannut kuparin ensisijaisena materiaalina EDM-elektrodeissa.

Tieteen ja tekniikan jatkuvan kehityksen myötä ihmiset ovat löytäneet monia uusia sovelluksia grafiitille.

Joustavat grafiittituotteet.

Taipuisa grafiitti, joka tunnetaan myös nimellä paisutettu grafiitti, on uusi grafiittituote, joka on kehitetty viime vuosina. Vuonna 1971 Yhdysvallat onnistui kehittämään joustavia grafiittitiivistysmateriaaleja, jotka ratkaisivat atomienergiaventtiilien vuotoongelman. Myöhemmin myös Saksa, Japani ja Ranska alkoivat tutkia ja tuottaa sitä. Tällä tuotteella ei ole vain luonnongrafiitin ominaisuuksia, vaan sillä on myös erityistä joustavuutta ja joustavuutta. Siksi se on ihanteellinen tiivistemateriaali. Sitä käytetään laajalti teollisuuden aloilla, kuten petrokemianteollisuudessa ja atomienergiassa. Sen kansainvälisten markkinoiden kysyntä on kasvanut vuosi vuodelta.

Kevyen teollisuuden sovellus

Lisäksi grafiittia käytetään myös kiillotusaineena ja{0}}ruosteenestoaineena kevyessä teollisuudessa lasin ja paperin tuotannossa. Se on korvaamaton raaka-aine kynien, musteen, mustan maalin, musteen sekä keinotekoisten timanttien ja timanttien valmistuksessa. Se on erittäin hyvä energiaa-säästävä ja ympäristöystävällinen materiaali, ja sitä on käytetty autojen akuna. Nykyaikaisen tieteen, teknologian ja teollisuuden kehittyessä grafiitin käyttöalat laajenevat jatkuvasti, ja siitä on tullut tärkeä raaka-aine uusille komposiittimateriaaleille korkean teknologian alalla, jolla on tärkeä rooli kansantaloudessa.