Физико-химические свойства графита

В промышленности используется натуральный графит, а также искусственные разновидности этого материала. Широкий спектр его применения обусловлен уникальными физико-химическими свойствами, которые могут несколько отличаться для различных марок и видов графита.

Важнейшие физические и химические показатели графита:

  • Теплопроводность;
  • Электропроводность;
  • Расширение под воздействием тепла;
  • Прочность;
  • Растворяемость;
  • Смачиваемость;
  • Анизотропия свойств.

Теплопроводность графита:

  • Натуральные виды этого материала отличаются высокой теплопроводностью (по данному показателю многие металлы проигрывают графиту). На нее влияет температура конечной обработки конкретной марки графита, однако средний показатель составляет 3,55 вт*градус/см, а коэффициент теплопроводности – 0,041. Необходимо отметить, что тонкие графитовые нити проводят тепло лучше, чем медные аналоги.
  • При давлении 0,9-1 атмосфера графит закипает, достигая температуры 4200 градуса, а плавится при 3845-3890 градусах.
  • Воспламеняются кристаллические разновидности материала в кислородной струе при 700-730 градусах Цельсия.
  • Сжигание графита выделяет достаточное количество тепла – до 7856 ккал.

Электропроводность минерала

Графит отлично проводит электричество – по этому показателю он превосходит, например, ртуть. Нагревание минерала способствует улучшению проводимости электрического тока. Таким образом, у минерала отрицательный температурный коэффициент сопротивления. При 0 градусов он находится в диапазоне 0,39-0,602 ом. Что касается предела удельного сопротивления – он одинаковый для всех видов материала и составляет 0,0075 Ом. Этими свойствами объясняется широкое использование графита в электрометаллургии.

Тепловое расширение

Этот показатель очень зависит от структуры и типа материала: у явнокристаллического и чешуйчатого графитов он ощутимо отличается. Играет роль также температура и анизотропия минерала.

Прочность

Еще одна характеристика, выделяющая графит среди прочих природных минералов. Она меняется в зависимости от температуры. У большинства марок (включая искусственные виды материала) при нагревании возрастает предел прочности при изгибе, сжатии и растяжении (до двух раз). Максимум достигается при 2200-2800 градусах. Если же температура поднимается выше 3000 градусов, прочностные характеристики стремительно падают.

Самой высокой прочностью отличается рекристаллизованный материал.

Растворяемость

Минерал практически не растворяется в растворителях неорганического либо органического происхождения. При комнатной температуре не происходит окисления.

Смачиваемость

Графит практически не смачивается расплавленным стеклом, а также большинством расплавленных металлов.

Анизотропия свойств

Поскольку характеристики различных марок графита отличаются, на них влияет способ прессования, для искусственных видов – ориентация коксовых зерен.

Графит достаточно пластичен, легко поддается механической обработке. Разные виды отличаются по уровню жирности, благодаря чему используется в качестве смазки. Необходимо отметить и еще одну особенность чистых видов этого материала: графит отличается наиболее высоким коэффициентом замедления и низким показателем поглощения нейтронов.

Химические характеристики минерала:

  • Инертность – не взаимодействует со щелочами, солями, кислотами и жидкости;
  • Растворяется в расплавленных металлах с высокой температурой плавления, образуя карбиды;
  • Химические реакции проходят при высоких температурах.