Grafit och dess tillämpning inom elektroteknik

Namnet «grafit» kommer från det grekiska ordet «grapho» - att skriva. Detta mineral är en av modifieringarna av kol med en karakteristisk skiktad struktur. Historiska bevis på användningen av grafit i antiken som färgämne har bevarats - detta är ett lerkärl från 40-talet f.Kr., målat med detta mineral.

Det moderna namnet grafit erhölls 1789 av den tyske geologen och läraren Abraham Gottlob Werner, som bland annat studerade sedimentära berglager och även utvecklade skalor för att bestämma mineraler efter yttre tecken.

I naturen bildas grafit på ett grunt djup, på grund av metamorfosen av stenar som innehåller organiska rester. När det gäller fysikaliska och kemiska egenskaper är grafit ett kristallint eldfast ämne, lätt fet vid beröring, svart eller grå till färgen, med en karakteristisk metallisk lyster.

Jämfört med diamant är grafit mycket mjuk på grund av den skiktade strukturen hos atomgittret.Kolatomer finns i grafit lager för lager, och avståndet mellan lagren är större än mellan atomerna i ett enda lager, och elektronerna som förbinder lagren med varandra bildar ett kontinuerligt elektronmoln - därför är grafit en strömledare och har en karakteristisk metallisk glans.

Med en densitet på 2,08 till 2,23 g/cm3 är dess elektriska motstånd vid rumstemperatur 765 gånger koppars.

Till skillnad från diamant leder grafit elektricitet och värme bra. Mjukheten hos grafit (blandad med kaolin) appliceras i pennor. Om man tittar på grafit i mikroskop är det lätt att se flingorna, de sitter kvar på pappret och bildar ett märke när vi använder en penna.

De fysiska och kemiska egenskaperna hos grafit öppnade dess breda användning inom olika elektroteknik. På grund av dess kemiska motståndskraft mot aggressiva vattenlösningar, brandbeständiga egenskaper och hög elektrisk ledningsförmåga, är elektroder och värmeelement för olika ändamål gjorda av grafit. Till exempel för att erhålla aktiva metaller genom elektrolys, är elektroderna gjorda av grafit.

När aluminium erhålls lämnar grafiten själv elektrolysatorns reaktionszon i koldioxidsammansättningen, så det finns inget behov av att vidta andra komplicerade åtgärder för dess bortskaffande.

Konduktiva lim med hög motståndskraft innehåller endast grafit som den ledande komponenten. Tja, alla vet förstås att det är från grafit som olika kontaktborstar och strömavtagare för elektrisk utrustning tillverkas (kollektormotorer för elfordon och kranar, kontakter för strömreostater etc.), där de är rörliga och i samma ibland ett pålitligt eluttag behövs...

Men om vi sa att grafit är så mjukt, hur är borstar gjorda av samlarenheter som ständigt skaver mot kontaktplattorna och ringarna? När allt kommer omkring, mycket ofta grafitborstar kan hittas i hushållsapparater: i en mixer, elektrisk rakapparat, kaffekvarn, elektrisk borr, kvarn, etc. Vad är hemligheten här? Varför slits inte penslar ut direkt som en penna?

Men det är poängen borstar för elektroteknik De är gjorda inte av ren grafit, utan av grafit med tillsats av ett bindemedel och genomgår till och med speciell bearbetning.Tekniken för tillverkning av borstar är ganska komplex, den inkluderar pressnings- och bränningsprocesser, vilket gör borstarna mer hållbara och motståndskraftiga mot bära..

Så i det sista steget av produktionen är elektrograftborstarna mättade med kol i en ugn vid en temperatur på 2500 grader! Metallgrafitborstar innehåller metallpulver och sot.

Det finns hårda, medium och mjuka elektrografiska borstar. Mjuka borstar:

• EG-4 och EG-71; EG -14 — medium, universell;

• EG-8 och EG-74 är hårda, innehåller slippulver.

Hårda borstar används under förhållanden med höga temperaturer och svår kommutering, så det slipmedel som ingår i borsten ger borsten en extra rengöringsfunktion, när borsten inte bara överför ström till kollektorn utan också omedelbart rengör den från kolavlagringar.

Fortsättning på ämnet:

Vad är skillnaden mellan grafen och grafit?