กราไฟต์และการประยุกต์ใช้ในงานวิศวกรรมไฟฟ้า

ชื่อ «แกรไฟต์» มาจากคำภาษากรีกว่า «กราฟี» - เพื่อเขียน แร่ธาตุนี้เป็นหนึ่งในการดัดแปลงคาร์บอนที่มีโครงสร้างเป็นชั้นลักษณะเฉพาะ หลักฐานทางประวัติศาสตร์ของการใช้กราไฟต์ในสมัยโบราณเป็นสารให้สีได้รับการเก็บรักษาไว้ - นี่คือภาชนะดินเหนียวที่มีอายุตั้งแต่ศตวรรษที่ 40 ก่อนคริสต์ศักราชซึ่งทาสีด้วยแร่นี้

กราไฟต์ชื่อสมัยใหม่ได้รับในปี ค.ศ. 1789 โดยนักธรณีวิทยาชาวเยอรมันและอาจารย์ Abraham Gottlob Werner ผู้ซึ่งศึกษาชั้นหินตะกอนและพัฒนาเครื่องชั่งสำหรับระบุแร่ธาตุด้วยสัญญาณภายนอก

ในธรรมชาติ กราไฟต์ก่อตัวขึ้นที่ระดับความลึกตื้น เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของหินที่มีซากอินทรีย์ ในแง่ของคุณสมบัติทางกายภาพและเคมี กราไฟต์เป็นสารทนไฟที่เป็นผลึก เมื่อสัมผัสจะมีมันเยิ้มเล็กน้อย มีสีดำหรือสีเทา มีลักษณะแวววาวแบบโลหะ

เมื่อเทียบกับเพชรแล้ว กราไฟต์จะอ่อนมากเนื่องจากโครงสร้างเป็นชั้นของโครงตาข่ายอะตอมอะตอมของคาร์บอนถูกพบในแกรไฟต์ทีละชั้น และระยะห่างระหว่างชั้นจะมากกว่าระหว่างอะตอมในชั้นเดียว และอิเล็กตรอนที่เชื่อมต่อชั้นต่างๆ เข้าด้วยกันจะก่อตัวเป็นเมฆอิเล็กตรอนต่อเนื่อง ดังนั้นกราไฟต์จึงเป็นตัวนำกระแส และมีความเงางามแบบโลหะ

ด้วยความหนาแน่น 2.08 ถึง 2.23 g/cm3 ความต้านทานไฟฟ้าที่อุณหภูมิห้องคือ 765 เท่าของทองแดง

กราไฟต์นำไฟฟ้าและความร้อนได้ดีต่างจากเพชร ความนุ่มนวลของกราไฟต์ (ผสมกับดินขาว) ถูกนำมาใช้ในดินสอ หากคุณดูกราไฟต์ด้วยกล้องจุลทรรศน์ คุณจะมองเห็นเกล็ดได้ง่าย โดยจะยังคงอยู่บนกระดาษ เกิดเป็นรอยเมื่อเราใช้ดินสอ

ลักษณะทางกายภาพและเคมีของกราไฟต์ทำให้มีการนำไปใช้อย่างกว้างขวางในด้านวิศวกรรมไฟฟ้าต่างๆ เนื่องจากทนทานต่อสารเคมีต่อสารละลายในน้ำ คุณสมบัติทนไฟและค่าการนำไฟฟ้าสูง อิเล็กโทรดและองค์ประกอบความร้อนสำหรับวัตถุประสงค์ต่างๆ จึงทำจากกราไฟต์ ตัวอย่างเช่น ในการรับโลหะที่ใช้งาน โดยอิเล็กโทรลิซิสอิเล็กโทรดทำจากกราไฟต์

เมื่อได้รับอลูมิเนียม กราไฟต์จะออกจากโซนปฏิกิริยาของอิเล็กโทรไลเซอร์ในองค์ประกอบของคาร์บอนไดออกไซด์ ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้มาตรการที่ซับซ้อนอื่น ๆ ในการกำจัด

กาวนำไฟฟ้าที่มีความต้านทานสูงประกอบด้วยกราไฟต์เป็นส่วนประกอบนำไฟฟ้าเท่านั้น แน่นอนว่าทุกคนรู้ว่ามันมาจากกราไฟท์ที่ทำแปรงสัมผัสและตัวสะสมกระแสไฟฟ้าของอุปกรณ์ไฟฟ้า (มอเตอร์ตัวสะสมของยานพาหนะไฟฟ้าและเครน, หน้าสัมผัสของรีโอสแตทปัจจุบัน ฯลฯ ) ซึ่งเคลื่อนย้ายได้และในบางครั้ง ต้องใช้เต้ารับไฟฟ้าที่เชื่อถือได้...

แต่ถ้าเราบอกว่ากราไฟต์นั้นนิ่มมาก แปรงที่ทำจากชุดตัวสะสมที่ถูกับแผ่นสัมผัสและวงแหวนตลอดเวลาเป็นอย่างไร ท้ายที่สุดแล้วแปรงกราไฟต์มักพบได้ในเครื่องใช้ในครัวเรือน: ในเครื่องผสม, เครื่องโกนหนวดไฟฟ้า, เครื่องบดกาแฟ, สว่านไฟฟ้า, เครื่องบด ฯลฯ อะไรคือความลับที่นี่? ทำไมแปรงถึงไม่เสื่อมสภาพทันทีเหมือนดินสอ?

แต่นั่นคือประเด็น แปรงสำหรับวิศวกรรมไฟฟ้า พวกเขาไม่ได้ทำจากกราไฟท์บริสุทธิ์ แต่จากกราไฟท์ ด้วยการเพิ่มสารยึดเกาะและแม้แต่ผ่านกระบวนการพิเศษเทคโนโลยีสำหรับการผลิตแปรงนั้นค่อนข้างซับซ้อนซึ่งรวมถึงกระบวนการกดและการยิงซึ่งทำให้แปรงมีความทนทานและทนทานต่อ สวมใส่ . .

ดังนั้นในขั้นตอนสุดท้ายของการผลิต แปรงไฟฟ้าจะอิ่มตัวด้วยคาร์บอนในเตาเผาที่อุณหภูมิ 2,500 องศา! แปรงโลหะกราไฟต์ประกอบด้วยผงโลหะและเขม่า

มีแปรงอิเล็กโทรกราฟีแบบแข็ง ปานกลาง และอ่อน แปรงขนนุ่ม:

• อ.-4 และ อ.อ.-71; เช่น -14 — กลาง สากล;

• EG-8 และ EG-74 มีลักษณะแข็ง มีผงขัด

แปรงขนแข็งจะใช้ในสภาวะที่มีอุณหภูมิสูงและการเปลี่ยนที่ยาก ดังนั้นสารขัดที่รวมอยู่ในแปรงจึงช่วยให้แปรงมีฟังก์ชันการทำความสะอาดเพิ่มเติม เมื่อแปรงไม่เพียงแค่ส่งกระแสไฟไปยังคอลเลคเตอร์เท่านั้น แต่ยังทำความสะอาดคราบคาร์บอนในทันทีอีกด้วย

ความต่อเนื่องของหัวข้อ:

กราฟีนและกราไฟท์แตกต่างกันอย่างไร?