Grafit a jeho využitie v elektrotechnike

Názov „grafit“ pochádza z gréckeho slova „grapho“ – písať. Tento minerál je jednou z modifikácií uhlíka s charakteristickou vrstevnatou štruktúrou. Zachoval sa historický dôkaz používania grafitu v staroveku ako farbiva – ide o hlinenú nádobu pochádzajúcu zo 40. storočia pred Kristom, maľovanú týmto minerálom.

Moderný názov grafit získal v roku 1789 nemecký geológ a učiteľ Abraham Gottlob Werner, ktorý okrem iného študoval vrstvy sedimentárnych hornín a vyvinul aj stupnice na určovanie minerálov vonkajšími znakmi.

V prírode sa grafit tvorí v malej hĺbke v dôsledku metamorfózy hornín obsahujúcich organické zvyšky. Z hľadiska fyzikálnych a chemických vlastností je grafit kryštalická žiaruvzdorná látka, na dotyk mierne mastná, čiernej alebo šedej farby, s charakteristickým kovovým leskom.

V porovnaní s diamantom je grafit veľmi mäkký vďaka vrstvenej štruktúre atómovej mriežky.Atómy uhlíka sa nachádzajú v grafite vrstva po vrstve a vzdialenosť medzi vrstvami je väčšia ako medzi atómami v jednej vrstve a elektróny, ktoré spájajú vrstvy navzájom, tvoria súvislý elektrónový oblak - preto je grafit vodičom prúdu a má charakteristický kovový lesk.

S hustotou 2,08 až 2,23 g/cm3 je jeho elektrický odpor pri izbovej teplote 765-krát väčší ako odpor medi.

Na rozdiel od diamantu grafit dobre vedie elektrinu a teplo. V ceruzkách sa nanáša mäkkosť grafitu (zmiešaného s kaolínom). Ak sa pozriete na grafit pod mikroskopom, je ľahké vidieť vločky, zostávajú na papieri a vytvárajú značku, keď používame ceruzku.

Fyzikálne a chemické vlastnosti grafitu otvorili jeho široké využitie v rôznych elektrotechnikách. Vďaka svojej chemickej odolnosti voči agresívnym vodným roztokom, ohňovzdorným vlastnostiam a vysokej elektrickej vodivosti sú elektródy a vykurovacie telesá na rôzne účely vyrobené z grafitu. Napríklad pri získavaní aktívnych kovov elektrolýzou, elektródy sú vyrobené z grafitu.

Pri získavaní hliníka samotný grafit opúšťa reakčnú zónu elektrolyzéra v zložení oxidu uhličitého, takže nie je potrebné aplikovať ďalšie zložité opatrenia na jeho likvidáciu.

Vysoko odolné vodivé lepidlá obsahujú ako vodivú zložku iba grafit. Každý, samozrejme, vie, že práve z grafitu sa vyrábajú rôzne kontaktné kefy a zberače prúdu elektrických zariadení (kolektorové motory elektrických vozidiel a žeriavov, kontakty prúdových reostatov atď.), kde sú pohyblivé a súčasne je potrebná spoľahlivá elektrická zásuvka...

Ale ak sme povedali, že grafit je taký mäkký, ako sa vyrábajú kefy z kolektorových zostáv, ktoré sa neustále otierajú o kontaktné dosky a krúžky? Koniec koncov, grafitové kefy sa veľmi často nachádzajú v domácich spotrebičoch: v mixéri, elektrickom holiacom strojčeku, mlynčeku na kávu, elektrickej vŕtačke, mlynčeku atď. Aké je tu tajomstvo? Prečo sa štetce neopotrebujú okamžite ako ceruzka?

Ale o to ide kefy pre elektrotechniku Vyrábajú sa nie z čistého grafitu, ale z grafitu s prídavkom spojiva a dokonca prechádzajú špeciálnym spracovaním.Technológia výroby štetcov je pomerne zložitá, zahŕňa procesy lisovania a vypaľovania, vďaka čomu sú štetce trvácnejšie a odolnejšie voči nosiť..

Takže v poslednej fáze výroby sú elektroštepové kefy nasýtené uhlíkom v peci pri teplote 2500 stupňov! Kovové grafitové kefy obsahujú kovové prášky a sadze.

Existujú tvrdé, stredné a mäkké elektrografické kefy. Mäkké štetce:

• EG-4 a EG-71; EG -14 — stredná, univerzálna;

• EG-8 a EG-74 sú tvrdé, obsahujú brúsny prášok.

Tvrdé kefy sa používajú v podmienkach vysokých teplôt a ťažkej komutácie, takže abrazívum obsiahnuté v kefke dodáva kefke dodatočnú čistiacu funkciu, kedy kefka nielen prenáša prúd do kolektora, ale ho aj okamžite čistí od karbónových usadenín.

Pokračovanie témy:

Aký je rozdiel medzi grafénom a grafitom?