Искусственный графит: свойства, производство и применение
Искусственный графит — это форма углерода, получаемая искусственным путем из углеродсодержащих материалов. Он широко используется в различных отраслях промышленности благодаря своим уникальным физико-химическим свойствам.
Что такое искусственный графит?
Искусственный графит представляет собой высококристаллический материал, который производится в электропечах при нагреве смеси тонкоизмельченного кокса и углеродистых связующих. Обычно для этого используют нефтяной, антрацитовый или пековый кокс, а в качестве связующих веществ — пек или гудрон.
Процесс производства
Подготовка смеси
Сначала компоненты тщательно измельчают и смешивают. В результате получается однородная масса, готовая к дальнейшей обработке.
Формование блоков
Затем смесь экструдируют или прессуют под давлением, создавая "незрелые" блоки с квадратным или круглым сечением. Эти блоки служат основой для будущего графитового материала.
Обжиг и графитация
Блоки могут быть предварительно обожжены при температуре около 1000°С для удаления летучих веществ. После этого их подвергают графитации при температурах от 2500°С до 3200°С. Высокая температура способствует преобразованию аморфного углерода в кристаллическую форму графита.
Роль катализаторов
Каталитическое воздействие веществ, таких как кремнезем или оксид железа, ускоряет процесс графитации. Они способствуют образованию правильной кристаллической структуры графита.
Свойства искусственного графита
Полученный материал обладает следующими характеристиками:
- Кажущийся удельный вес: 1,5–1,6 г/см³
- Структура: гомогенная микрокристаллическая
- Теплопроводность: высокая
- Электропроводность: высокая
- Температура плавления: около 3650°С
Физико-химические характеристики
| Свойство | Значение |
| Плотность | 1,5–1,6 г/см³ |
| Теплопроводность | 100–200 Вт/(м·К) |
| Электропроводность | Высокая |
| Температура плавления | ~3650°С |
| Твердость по Моосу | 1–2 |
| Кристаллическая структура | Гексагональная |
Применение искусственного графита
Искусственный графит находит применение в различных областях:
- Электротехника: изготовление электродов и щеток для электродвигателей.
- Металлургия: использование в качестве огнеупорного материала.
- Химическая промышленность: производство анодов для электролиза.
- Ядерная энергетика: служит замедлителем нейтронов в реакторах.
Искусственный графит — важный материал с уникальными свойствами, делающими его незаменимым в промышленности. Благодаря высокой теплопроводности, электропроводности и устойчивости к высоким температурам, он широко используется в технологиях, требующих надежности и эффективности.
