La grafite e la sua applicazione nell'ingegneria elettrica

Il nome «grafite» deriva dalla parola greca «grapho» - scrivere. Questo minerale è una delle modifiche del carbonio con una caratteristica struttura a strati. Sono state conservate prove storiche dell'uso della grafite nell'antichità come colorante: si tratta di un vaso di argilla risalente al 40 ° secolo a.C., dipinto con questo minerale.

Il nome moderno grafite fu ottenuto nel 1789 dal geologo e insegnante tedesco Abraham Gottlob Werner, che, tra le altre cose, studiò gli strati di roccia sedimentaria e sviluppò anche scale per determinare i minerali mediante segni esterni.

In natura la grafite si forma a bassa profondità, a causa del metamorfismo di rocce contenenti resti organici. In termini di proprietà fisiche e chimiche, la grafite è una sostanza refrattaria cristallina, leggermente untuosa al tatto, di colore nero o grigio, con una caratteristica lucentezza metallica.

Rispetto al diamante, la grafite è molto morbida a causa della struttura a strati del reticolo atomico.Gli atomi di carbonio si trovano nella grafite strato dopo strato e la distanza tra gli strati è maggiore che tra gli atomi in un singolo strato e gli elettroni che collegano gli strati tra loro formano una nuvola di elettroni continua, quindi la grafite è un conduttore di corrente e ha una caratteristica lucentezza metallica.

Con una densità da 2,08 a 2,23 g/cm3, la sua resistenza elettrica a temperatura ambiente è 765 volte quella del rame.

A differenza del diamante, la grafite conduce bene elettricità e calore. La morbidezza della grafite (mista a caolino) viene applicata a matita. Se guardi la grafite al microscopio, è facile vedere le scaglie, rimangono sulla carta, formando un segno quando usiamo una matita.

Le caratteristiche fisiche e chimiche della grafite hanno aperto il suo ampio utilizzo in varie ingegneria elettrica. Grazie alla sua resistenza chimica alle soluzioni acquose aggressive, alle proprietà ignifughe e all'elevata conduttività elettrica, gli elettrodi e gli elementi riscaldanti per vari scopi sono realizzati in grafite. Ad esempio, nell'ottenere metalli attivi per elettrolisi, gli elettrodi sono in grafite.

Quando si ottiene l'alluminio, la grafite stessa lascia la zona di reazione dell'elettrolizzatore nella composizione di anidride carbonica, quindi non c'è bisogno di applicare altre complicate misure per il suo smaltimento.

Gli adesivi conduttivi ad alta resistenza contengono solo grafite come componente conduttivo. Ebbene, tutti, ovviamente, sanno che è dalla grafite che vengono realizzate varie spazzole di contatto e collettori di corrente di apparecchiature elettriche (motori collettori di veicoli elettrici e gru, contatti di reostati di corrente, ecc.), Dove mobili e nello stesso a volte è necessaria una presa elettrica affidabile...

Ma se diciamo che la grafite è così morbida, come sono fatte le spazzole dei collettori che sfregano costantemente contro le piastre e gli anelli di contatto? Dopotutto, molto spesso negli elettrodomestici si trovano spazzole di grafite: in un mixer, un rasoio elettrico, un macinacaffè, un trapano elettrico, una smerigliatrice, ecc. Perché i pennelli non si consumano all'istante come una matita?

Ma questo è il punto spazzole per elettrotecnica Non sono fatti di pura grafite, ma di grafite con l'aggiunta di un legante e subiscono anche una lavorazione speciale.La tecnologia per la produzione di pennelli è piuttosto complessa, comprende processi di pressatura e cottura, che rendono i pennelli più durevoli e resistenti a indossare. .

Quindi, nell'ultima fase della produzione, le spazzole per elettroinnesto vengono saturate di carbone in un forno a una temperatura di 2500 gradi! Le spazzole in grafite metallica contengono polveri metalliche e fuliggine.

Ci sono pennelli elettrografici duri, medi e morbidi. Pennelli morbidi:

• EG-4 e EG-71; EG -14 — medio, universale;

• EG-8 e EG-74 sono duri, contengono polvere abrasiva.

Le spazzole dure vengono utilizzate in condizioni di alte temperature e commutazione difficile, quindi l'abrasivo incluso nella spazzola conferisce alla spazzola un'ulteriore funzione di pulizia, quando la spazzola non solo trasferisce corrente al collettore, ma lo pulisce immediatamente dai depositi di carbonio.

Continuazione dell'argomento:

Qual è la differenza tra grafene e grafite?