Графит
(от
бор. грек.
γρ?φω
≪я?ыу≫) ? саф (т?би?и, самородный) элементтар класына ?ара?ан минералдар?ы?, углеродты? аллотроп модификацияларыны? бере?е.Т???л?ш? ?атламдар?ан тора. Кристалл р?ш?тк??е ?атламдары бер-бере?ен? ?арата т?рл?с? урынлашып, бер нис? политип барлы??а килтер?. ?атламдары ?ытыршыра?, я?ы тиерлек, алты м?й?шл? углерод атомдарынан тора. Кристалдары пластинка ке?ек, т??к?ле. Я?ы ??м т???р?к, радиус буйынса нурлы агрегаттар булдыра, концентрик зоналы т???л?шл? агрегаттар ?ир?к осрай. ?ур кристаллы ки??кт?р?? ?см?й?шл? штриховка була (0001). Т?би?и графитты? бер нис? т?р? бар: ты?ы? кристаллик(жильный), кристалл (т??к?ле), криптокристаллик (аморф, микрокристаллический) кристалл ??м ?урлы?ы мен?н айырыла (греч.криптос- й?шерен,тайный, скрытый).
Графит борон?о замандар?ан билд?ле, ?мм? уны уны ?улланыу тарихы тура?ында м??л?м?тт?р табып булмай, с?нки уны? буяу, я?ылыу ??енс?лект?ре баш?а минералдар?ы?ына, м???л?н, молибденитты?ына о?ша?ан. Графитты ?улланыу?ы? и? ирт? д?лиле булып Боя-Марица (
4000 лет до н. э.
) м???ни?тенд?ге ошо минерал мен?н буял?ан балсы? ?ауыт-?аба тора. ≪Графит≫ атама?ын 1789 йылда Вернер Абраам т??дим ит?, шулай у? ≪?ара ?ур?аш≫ (
ингл.
black lead
), "карбид тимере ", ≪к?м?ш ?ур?аш≫ тиг?н атамалар ?а осрай
[1]
.
Электр тогын я?шы ?тк?р?
. Ны?лы? ким?ле т?б?н (Моос шкала?ы буйынса 1). Са?ыштырмаса йомша?. Ю?ары температурала ?атыра?, л?кин муртыра??а ?йл?н?. Ты?ы?лы?ы 2,08?2,23 г/см3. ?ара -?оро т??т?, металл т??л? ялтыр. Ирем?й, ?ауа?ы? йылыт?анда тоторо?ло. ?ыйпап ?ара?анда майлы (шыма). Т?би?и графитта 10-12 % балсы? ??м тимер окиселдары ?атнашма?ы бар. Ыш?ыл?ан са?та т??к?л?ре ?ойола башлай (был ??енс?леге ??л?мд?р?? ?улланыла).
Графитты? йылы ?тк?ре? ??л?те уны? марка?ына, температура?ына ??м т?п я?ылы?тар й?н?лешен? ?арап 100?354,1 Вт/(м·К),
[2]
.
Электр ?тк?ре?с?нлек графит монокристалдарында анизотроп, базис я?ылы??а параллель й?н?лешт? металдар?а я?ын , перпендикуляр й?н?лешт?? й???р тап?ыр?а к?мер?к. И? ю?ары электр ?тк?ре?с?нлекк? рекристалл?штерелг?н графит эй?.
Графитты? теплоемкость к?р??ткесе- 300 ÷ 3000 <i id="mwNA">дебаевский</i> моделе
[3]
.
[4]
[5]
[6]
[7]
.
Ире? температура?ы ? 3845-3890 °C, 4200 °C ?айнай башлай.1 кг графит яндыр?анда 7832 ккал йылы б?ленеп сы?а.
Графит монокристалдары диамагнит, базислы (т?п) я?ылы?та магнитланыу ??л?те (магнитовосприимчивость) бик ?? ??м ортогональ базислы я?ылы?тар?а к?сл?р?к.2400 К бул?анда Холл коэффициенты ы??ай?ан ти?к?рег? ??г?р?.
К?п матд?л?р (?елтеле металдар, то??ар мен?н) берл?шм?л?р (включения) барлы??а килтер? .
Кислород мен?н реакция?а ю?ары температурала, углекислый газ б?ленеп сы??ансы яна. Контролл?п бул?ан шарттар?а фтор ?ушып (CF) алып була
x
.
Окиселд?р булдырмаусы кислоталар?а ирем?й.
β-графит
??р углерод
атомы уны? тир??енд?ге баш?а углерод атомдары мен?н
ковалент б?йле .
Ике графит модификация?ы бар:
α-графит
(гексагональный P63/mmc) ??м
β-графит
(R ромбоэдрический(-3)m).
?атламдар урынлашыуы мен?н айырылалар. α- графитты? ??р бер ?атлаында?ы атомдар?ы? ярты?ы алтым?й?шт?? а?тында ??м ??т?нд? урынлаш?ан (АВАВАВА… т?ртибенд? те?елг?н …), ? β- графитта ??р д?ртенсе ?атлам беренсе?ен ?абатлай. Ромбоэдрик графитты гексагональ к?с?р?? к?р???те? у?айлыра?, шул са?та уны? т???л?ш?н?? ?атламдар?ан тор?аны к?рен?.
β-графит та?а килеш осрамай, с?нки метастабиль фаза булып тора. Л?кин т?би?и графитта ромбоэдрик фаза 30 % ет?. 2500-3300 градус?а тиклем йылыт?анда ромбоэдрик графит тулы?ынса гексагоналг? ?йл?н?.
Берг? табыла тор?ан минералдар:
пирит
, гранаттар, шпинель.
Температура?ы ю?ары бул?ан вулкан ??м
магматик
тау то?омдарында ,
пегматит ??м скарндар?а, барлы??а кил?. Вольфрамит ??м баш?а минералдар бул?ан кварц ят?ылы?тарында уртаса температурала гидротермаль
полиметалл ят?ылы?тарында осрай. Метаморфик
то?омдар
?а ? кристалл ???ерташтар?а,
гнейс
, м?рм?р?? йыш осрай. ?ур ят?ылы?тар трапптар?ы? ташк?мер ?атламдарына т?ь?ир ите?е ар?а?анды таш к?мер пиролизы ????мт??енд? барлы??а кил? (й?шеренкристаллик (аморф) графитыны? Тунгус бассейны, Курейский скрытокристаллический ят?ылы?тары, Ногинский ят?ылы?тары (х??ер эшк?ртелм?й). Метеориттар?ы? акцессор минералы.
Ион масс-спектрометрия?ы юлы мен?н Р?с?й ?алимдары графитта металлоорганик нанокластер?ар форма?ында алтын, к?м?ш ??м платиноидар тап?ан (а?алтын-платина, палладий, иридий, осмий ??м баш?а) тап?ан
Я?алма графит алыу?ы? ысулдары:
- Ачесон графиты
: кокс ??м
пек
?атышма?ын 2800 °C тиклем йылытыу юлы мен?н.
- Рекристаллизациялан?ан графит
: кокс, пек, т?би?и графит ??м карбит булдырыусы элементтар?ан тор?ан ?атышманы термомеханик эшк?рте?.
- Пиролитик графит
: кокслаштырыу, ярым кокслаштырыу бер температурала газ углеводородтары 1400?1500 °c
вакуум
барлы??а 2500-3000 температура?а тиклем йылытыла, ?у?ынан пироуглерод °c бул?а МПа ба?ым 50 (барлы??а килг?н продукттар?ы? ? пирографлять; электротехник с?н???тт?р ?улланылыуы был атамалар?ы? ≪электрографлять≫).
- Домна графиты
: бик к?п итеп иретелг?н суйынды ?крен ген? ?ыуыт?анда барлы??а кил?
- Карбид графиты
: карбидтар?ы? термик тар?алыуы ва?ытындабарлы??а кил?.
Графитты эшк?ртеп, графитты? т?рл? марка?ын ??м унан баш?а ?йбер??р ?? эшл?й??р.
Графитты? тауар сорттары графит м??д?нен байытыу юлы мен?н алына. Та?артыу д?р?ж??ен? ?арап графит концентраттарын ?улланыу ?лк?л?ре буйынсас?н???т маркаларына б?л?л?р, улар?ы? ??р бере?ене? физик- ??м химик, технологик ??енс?лект?рен? талаптар бар.
Р?с?й ?алимдарыны? ?у??ы ва?ытта я?а?ан асыштары графит м??д?нен?н алтын ??м платиноидтар алыу м?мкинлеге барлы??а килде.
Беренсе этапта башлан?ыс кристаллик графитты кристалл окислай?ар. Окислау к?к?рт ??м азот кислота?ы молекулаларын окислитель (водород пероксиды, перманганат надпероксиды ?. б.) мен?н берг? графитты? кристаллик р?ш?тк??е ?атламдары ара?ына индере?г? ?айтып ?ала . Окислан?ан графитты йыуалар ??м киптер?л?р. Артабан окислан?ан графитты Т=1000 °C 400?600 °C/с ти?лек мен?н ?ы??ыралар. Йылытыу процесы бик ти? бар?анлы?тан, графитты? кристаллик р?ш?тк??ен?н газлы матд?л?р бик ти? б?ленеп сы?а. Газлы продукттар кристалдар ара?ында бик ?ур ба?ым булдыра (300?400 атм тиклем) .К?к?рт кислота?ын ?уллан?ан осра?та алын?ан материалда был ва?ытта бер а? к?к?рт ?ала. Унан ?у? термоки??йтелг?н графитты прокат станында эшк?рт?л?р (ике валик ара?ынан ?тк?р?л?р), ?ай?ы ва?ыт уны нинд?й?ер материал мен?н ны?ыталар (армирование), присадкалар ??т?й??р ??м к?р?кле ?йбер алыр ?с?н ба?тыралар (пресслай?ар) .
Я?алма графитты? т?рл? марка?ын алыу ?с?н графит эшк?рте?
[
??г?ртерг?
|
сы?ана?ты ??г?рте?
]
Я?алма графит етештере? ?с?н башлыса наполнитель итеп нефть коксын ??м б?йл??се итеп ташк?мер пегын ?улланалар . Графитты? т?рл? конструкциялар?а яра?ан марка?ын эшл?г?нд? наполнителг? ??т?лм? итеп т?би?и графит мен?н ?оромдо ?улланалар. Б?йл??се й?ки ?е?е?се матд? булара? ташк?мер пегы урынына синтетик ы?малалар, м???л?н, фуран й?ки фенол ы?малаларын, ?улланалар
Я?алма графит эшл???е? т?п технологик этаптары:
- кокс ??ерл?? (ва?лау, ?ы??ырып алы?, тарттырыу ??м т?рл? ки??кт?р?г? айырыу ?с?н ил??);
- б?йл??се ??ерл??;
- углерод масса?ын ??ерл?? (коксты? доза?ы билд?л?? ??м б?йл??се мен?н бутау);
- ≪сей≫ (яндырылма?ан) ??ерл?м?л?р?е матрица итеп ??ерл?? й?ки прошивной пресс мундштугы аша сы?арыу;
- ??ерл?м?л?р?е утта ?ы??ырып алыу;
- ??ерл?м?л?р?е графитациялау (бик ю?ары температурала ?ы??ырыу);
- ??ерл?м?л?р?е к?р?кле ?йбер ?урлы?ына еткереп механик эшк?рте? .
Сувенир графит ки??ге.
Графитты ?улланыу уны? уникаль ??енс?лект?рен? б?йле.
- ирете? тигелд?рен, футеровочный плита эшл?? ?с?н
- электродтар, йылытыусы элменеттар? ю?ары электр ?тк?ре?с?нлеге ??м т?рл? агрессив ?ыу ?атнашмаларына химик тоторо?лоло?о (затлы металдар ?ара?анда к?пк? ю?ары) ар?а?ында.
- ???ем металдар?ы иретелг?н берл?шм?л?р электролизы методы мен?н алыу ?с?н сайыр утлы электролизлау ысулы. Атап ?йтк?нд?, алюминий ал?анда графитты? бер юлы ике ??енс?леген фай?аланалар:
- Электр ?тк?ре?с?нлеге я?шы, ??м э?емт? булара? ? ул электродтар эшл??г? яра?лы
- Электродта бар?ан реакция продукттарыны? газ х?ленд? булыуы ? углекислый газ. Тим?к электролизер?ан ул ??е сы?а ??м уны реакция зона?ынан ситк? еб?ре? ?с?н махсус саралар к?р?км?й. . Был алюминий етештере? технология?ын к?пк? е?ел?йт?..
- ?аты майлау материалдары, ?атнаш шыйы? ??м паста ке?ек май?ар?а (мазка).
- пластмасса
тултыр?ысы.
- ядро реакторында нейтрондар?ы ?крен?йте?се.
- ?ара графит ??л?мд?р эшл?? ?с?н (каолин мен?н берг?).
- синтетик
алмас алыу ?с?н
.
- в качестве эталона длины нанометрового диапазона для калибровки сканеров
сканирующего туннельного микроскопа
и
атомно-силового микроскопа
.
[8]
[9]
- для изготовления контактных щёток и токосъёмников для разнообразных
электрических машин
,
электротранспорта
и мостовых
подъёмных кранов
с троллейным питанием, мощных
реостатов
, а также прочих устройств, где требуется надёжный подвижный электрический контакт..
- баллистик ракеталар ??м кире ?айта тор?ан космос аппараттарыны? баш я?ын ны? ю?ары температуранан ?а?лау ?с?н.
- ю?ары омлы ток ?тк?ре?се елемд?р?е? ток ?тк?ре?се компоненты.
- ↑
Графит
? Кругосвет энциклопедия?ынан
- ↑
Графит. Справочный материал
- ↑
Малик В. Р., Ефимович Л. П. Термодинамические функции алмаза и графита в интервале температур 300÷3000 К.//Сверхтвёрдые материалы, 1983, № 3, с. 27?30.
- ↑
Hove J.E. Some physical properties of graphite as affected by high temperature and irradiation.//in: Proc.First SCI Conf. on Indastrial Carbons and Graphites (Soc.Chem.Ind.,London.,1958, p.501-507)
- ↑
Rasor N.S., Mc Clelland J.D.J. //J.Phys.Chem.Solids, 1960, v.15, № 1?2, p. 17?20
- ↑
Sheindlin A.Ye., Belevich I.S., Kozhevnikov I.G.//Physics of Heat at High Temperatures, 1972, 10, p.907
- ↑
Андреев В. Д.
Избранные проблемы теоретической физики
. ? Киев: Аванпост-Прим,. ? 2012.
- ↑
R. V. Lapshin
Automatic lateral calibration of tunneling microscope scanners
(итал.)
//
Review of Scientific Instruments
(инг.)
баш.
: diario. ? USA: AIP, 1998. ? Т. 69. ? № 9. ? С. 3268?3276. ?
ISSN
0034-6748
. ?
DOI
:
10.1063/1.1149091
- ↑
R. V. Lapshin
Drift-insensitive distributed calibration of probe microscope scanner in nanometer range: Real mode
(инг.)
//
Applied Surface Science
: journal. ? Netherlands: Elsevier B. V., 2019. ? Т. 470. ? С. 1122?1129. ?
ISSN
0169-4332
. ?
DOI
:
10.1016/j.apsusc.2018.10.149