Grafiet en de toepassing ervan in de elektrotechniek

De naam «grafiet» komt van het Griekse woord «grapho» - schrijven. Dit mineraal is een van de modificaties van koolstof met een karakteristieke gelaagde structuur. Historisch bewijs van het gebruik van grafiet in de oudheid als kleurstof is bewaard gebleven - dit is een kleivat uit de 40e eeuw voor Christus, beschilderd met dit mineraal.

De moderne naam grafiet werd in 1789 verkregen door de Duitse geoloog en leraar Abraham Gottlob Werner, die onder meer sedimentaire gesteentelagen bestudeerde en ook schalen ontwikkelde voor het bepalen van mineralen door externe tekens.

In de natuur wordt grafiet op ondiepe diepte gevormd door de metamorfose van gesteenten die organische resten bevatten. In termen van fysische en chemische eigenschappen is grafiet een kristallijne vuurvaste substantie, licht vettig aanvoelend, zwart of grijs van kleur, met een karakteristieke metaalglans.

In vergelijking met diamant is grafiet erg zacht door de gelaagde structuur van het atoomrooster.Koolstofatomen worden laag voor laag gevonden in grafiet, en de afstand tussen de lagen is groter dan tussen de atomen in een enkele laag, en de elektronen die de lagen met elkaar verbinden vormen een continue elektronenwolk - daarom is grafiet een stroomgeleider en heeft een karakteristieke metallic glans.

Met een dichtheid van 2,08 tot 2,23 g/cm3 is de elektrische weerstand bij kamertemperatuur 765 keer die van koper.

In tegenstelling tot diamant geleidt grafiet elektriciteit en warmte goed. De zachtheid van grafiet (gemengd met kaolien) wordt toegepast in potloden. Als je grafiet onder een microscoop bekijkt, is het gemakkelijk om de vlokken te zien, ze blijven op het papier en vormen een markering als we een potlood gebruiken.

Door de fysische en chemische eigenschappen van grafiet werd het op grote schaal gebruikt in verschillende elektrotechniek. Vanwege de chemische weerstand tegen agressieve waterige oplossingen, brandwerende eigenschappen en hoge elektrische geleidbaarheid, zijn elektroden en verwarmingselementen voor verschillende doeleinden gemaakt van grafiet. Bijvoorbeeld bij het verkrijgen van actieve metalen door elektrolyse, de elektroden zijn gemaakt van grafiet.

Wanneer aluminium wordt verkregen, verlaat het grafiet zelf de reactiezone van de elektrolyser in de samenstelling van kooldioxide, dus het is niet nodig om andere gecompliceerde maatregelen te treffen voor de verwijdering ervan.

Geleidende lijmen met hoge weerstand bevatten alleen grafiet als geleidende component. Welnu, iedereen weet natuurlijk dat het van grafiet is dat verschillende contactborstels en stroomafnemers van elektrische apparatuur worden gemaakt (collectormotoren van elektrische voertuigen en kranen, contacten van stroomweerstanden, enz.), Waar soms verplaatsbaar en in hetzelfde een betrouwbaar stopcontact nodig is...

Maar als we zeggen dat grafiet zo zacht is, hoe worden de borstels dan gemaakt van collectorconstructies die constant tegen de contactplaten en -ringen wrijven? Grafietborstels zijn immers heel vaak te vinden in huishoudelijke apparaten: in een mixer, elektrisch scheerapparaat, koffiemolen, elektrische boormachine, molen, enz. Wat is hier het geheim? Waarom verslijten penselen niet meteen zoals een potlood?

Maar dat is het punt borstels voor elektrotechniek Ze zijn niet gemaakt van puur grafiet, maar van grafiet met toevoeging van een bindmiddel en ondergaan zelfs een speciale verwerking.De technologie voor de productie van penselen is vrij complex, het omvat pers- en bakprocessen, waardoor de penselen duurzamer en beter bestand zijn tegen dragen. .

Dus in de laatste productiefase worden de elektrograftborstels verzadigd met koolstof in een oven bij een temperatuur van 2500 graden! Metalen grafietborstels bevatten metaalpoeders en roet.

Er zijn harde, medium en zachte elektrografische penselen. Zachte penselen:

• EG-4 en EG-71; EG -14 — gemiddeld, universeel;

• EG-8 en EG-74 zijn hard, bevatten schuurpoeder.

Harde borstels worden gebruikt bij hoge temperaturen en moeilijke commutatie, dus het schuurmiddel in de borstel geeft de borstel een extra reinigingsfunctie, wanneer de borstel niet alleen stroom overbrengt naar de collector, maar deze ook onmiddellijk reinigt van koolstofafzettingen.

Vervolg van het onderwerp:

Wat is het verschil tussen grafeen en grafiet?