Grafiit ja selle kasutamine elektrotehnikas

Nimi "grafiit" pärineb kreeka sõnast "grapho" - kirjutama. See mineraal on üks süsiniku modifikatsioone, millel on iseloomulik kihiline struktuur. Säilinud on ajaloolised tõendid grafiidi kasutamisest antiikajal värvainena - see on 40. sajandist eKr pärit savinõu, mis on selle mineraaliga värvitud.

Tänapäevase nimetuse grafiit sai 1789. aastal saksa geoloog ja õpetaja Abraham Gottlob Werner, kes muuhulgas uuris settekivimikihte ning töötas välja ka skaalad mineraalide määramiseks välismärkide järgi.

Looduses tekib grafiit madalal sügavusel, orgaanilisi jäänuseid sisaldavate kivimite moonde tõttu. Füüsikaliste ja keemiliste omaduste poolest on grafiit kristalne tulekindel aine, katsudes kergelt rasvane, musta või halli värvi, iseloomuliku metallilise läikega.

Võrreldes teemandiga on grafiit aatomvõre kihilise struktuuri tõttu väga pehme.Süsinikuaatomeid leidub grafiidis kihtide kaupa ning kihtide vaheline kaugus on suurem kui ühes kihis olevate aatomite vahel ning kihte omavahel ühendavad elektronid moodustavad pideva elektronpilve – seetõttu on grafiit voolujuht ja sellel on iseloomulik metalliline läige.

Tihedusega 2,08–2,23 g/cm3 on selle elektritakistus toatemperatuuril 765 korda suurem kui vasel.

Erinevalt teemandist juhib grafiit hästi elektrit ja soojust. Grafiidi (kaoliiniga segatud) pehmus on kantud pliiatsitesse. Kui vaadata grafiiti mikroskoobi all, on helbeid lihtne näha, need jäävad paberile, moodustades pliiatsi kasutamisel jälje.

Grafiidi füüsikalised ja keemilised omadused avasid selle laialdase kasutuse erinevates elektrotehnikas. Tänu oma keemilisele vastupidavusele agressiivsetele vesilahustele, tulekindlatele omadustele ja kõrgele elektrijuhtivusele on erineva otstarbega elektroodid ja kütteelemendid valmistatud grafiidist. Näiteks aktiivsete metallide saamisel elektrolüüsi teel, elektroodid on valmistatud grafiidist.

Alumiiniumi saamisel väljub grafiit ise elektrolüsaatori reaktsioonitsoonist süsihappegaasi koostises, mistõttu pole selle kõrvaldamiseks vaja rakendada muid keerulisi meetmeid.

Suure takistusega juhtivad liimid sisaldavad juhtiva komponendina ainult grafiiti. Noh, kõik muidugi teavad, et just grafiidist valmistatakse elektriseadmete erinevaid kontaktharju ja voolukollektoreid (elektrisõidukite ja kraanade kollektormootorid, voolureostaatide kontaktid jne), kus liigutatavad ja samas vahel vaja on töökindlat pistikupesa...

Aga kui me ütleme, et grafiit on nii pehme, siis kuidas on valmistatud kollektorisõlmedest harjad, mis hõõruvad pidevalt vastu kontaktplaate ja rõngaid? Väga sageli võib ju grafiitharju leida kodumasinatest: mikseris, elektripardlis, kohviveskis, elektritrellil, veskil jne. Milles siin peitub saladus? Miks ei kulu pintslid koheselt nagu pliiats?

Aga see on asja mõte harjad elektrotehnika jaoks Need on valmistatud mitte puhtast grafiidist, vaid grafiidist, millele on lisatud sideainet ja läbivad isegi spetsiaalse töötluse Pintslite valmistamise tehnoloogia on üsna keerukas, sisaldab pressimise ja põletamise protsesse, mis muudab harjad vastupidavamaks ja vastupidavamaks. kanda..

Niisiis küllastatakse elektritransplantaadi harjad tootmise viimases etapis ahjus temperatuuril 2500 kraadi süsinikuga! Metallgrafiidist harjad sisaldavad metallipulbrit ja tahma.

Seal on kõvad, keskmised ja pehmed elektrograafilised harjad. Pehmed harjad:

• EG-4 ja EG-71; EG -14 — keskmine, universaalne;

• EG-8 ja EG-74 on kõvad, sisaldavad abrasiivset pulbrit.

Kõvasid harju kasutatakse kõrgete temperatuuride ja raske kommutatsiooni tingimustes, mistõttu harjas sisalduv abrasiiv annab harjale täiendava puhastusfunktsiooni, mil hari mitte ainult ei kanna voolu kollektorisse, vaid puhastab selle kohe ka süsiniku ladestustest.

Teema jätk:

Mis vahe on grafeenil ja grafiidil?