Grafit dan aplikasinya dalam teknik elektro

Nama «grafit» berasal dari kata Yunani «grapho» - untuk menulis. Mineral ini merupakan salah satu modifikasi dari karbon dengan karakteristik struktur berlapis. Bukti sejarah penggunaan grafit di zaman kuno sebagai pewarna telah diawetkan - ini adalah bejana tanah liat yang berasal dari abad ke-40 SM, dicat dengan mineral ini.

Grafit nama modern diperoleh pada tahun 1789 oleh ahli geologi dan guru Jerman Abraham Gottlob Werner, yang, antara lain, mempelajari lapisan batuan sedimen dan juga mengembangkan skala untuk menentukan mineral dengan tanda-tanda eksternal.

Di alam, grafit terbentuk pada kedalaman yang dangkal, akibat metamorfisme batuan yang mengandung sisa-sisa organik. Dari segi sifat fisik dan kimia, grafit adalah zat tahan api kristal, sedikit berminyak saat disentuh, berwarna hitam atau abu-abu, dengan kilau logam yang khas.

Dibandingkan dengan intan, grafit sangat lunak karena struktur berlapis kisi atom.Atom karbon ditemukan dalam grafit lapis demi lapis, dan jarak antar lapisan lebih besar daripada antara atom dalam satu lapisan, dan elektron yang menghubungkan lapisan satu sama lain membentuk awan elektron kontinu - oleh karena itu grafit adalah konduktor arus dan memiliki kilau metalik yang khas.

Dengan kerapatan 2,08 hingga 2,23 g/cm3, hambatan listriknya pada suhu kamar adalah 765 kali lipat dari tembaga.

Tidak seperti intan, grafit menghantarkan listrik dan panas dengan baik. Kelembutan grafit (dicampur dengan kaolin) diaplikasikan pada pensil. Jika Anda melihat grafit di bawah mikroskop, mudah untuk melihat serpihannya, mereka tetap berada di atas kertas, membentuk tanda saat kita menggunakan pensil.

Karakteristik fisik dan kimiawi grafit membuka penggunaannya secara luas dalam berbagai teknik kelistrikan. Karena ketahanan kimianya terhadap larutan berair yang agresif, sifat tahan api dan konduktivitas listrik yang tinggi, elektroda dan elemen pemanas untuk berbagai keperluan terbuat dari grafit. Misalnya dalam memperoleh logam aktif dengan elektrolisis, elektroda terbuat dari grafit.

Ketika aluminium diperoleh, grafit itu sendiri meninggalkan zona reaksi pengelektrolisis dalam komposisi karbon dioksida, sehingga tidak perlu menerapkan tindakan rumit lainnya untuk pembuangannya.

Perekat konduktif resistansi tinggi hanya mengandung grafit sebagai komponen konduktif. Nah, semua orang, tentu saja, tahu bahwa dari grafit berbagai sikat kontak dan pengumpul arus peralatan listrik dibuat (motor pengumpul kendaraan listrik dan derek, kontak rheostat saat ini, dll.), Di mana kadang-kadang dapat digerakkan dan di tempat yang sama diperlukan colokan listrik yang andal...

Tetapi jika kita mengatakan bahwa grafit sangat lembut, bagaimana sikat yang terbuat dari rakitan kolektor yang terus-menerus bergesekan dengan pelat dan cincin kontak? Lagi pula, sikat grafit sangat sering ditemukan di peralatan rumah tangga: di mixer, alat cukur listrik, penggiling kopi, bor listrik, penggiling, dll. Apa rahasianya di sini? Mengapa kuas tidak langsung aus seperti pensil?

Tapi itulah intinya sikat untuk teknik listrik Mereka dibuat bukan dari grafit murni, tetapi dari grafit dengan penambahan bahan pengikat dan bahkan diproses khusus... Teknologi produksi kuas cukup kompleks, termasuk proses pengepresan dan pembakaran, yang membuat kuas lebih tahan lama dan tahan terhadap pakai. .

Jadi, pada tahap produksi terakhir, sikat elektrograft dijenuhkan dengan karbon dalam tungku pada suhu 2500 derajat! Kuas grafit logam mengandung bubuk logam dan jelaga.

Ada sikat elektrografi yang keras, sedang dan lembut. Kuas lembut:

• EG-4 dan EG-71; EG -14 — sedang, universal;

• EG-8 dan EG-74 keras, mengandung bubuk abrasif.

Sikat keras digunakan dalam kondisi suhu tinggi dan pergantian yang sulit, sehingga bahan abrasif yang termasuk dalam sikat memberikan fungsi pembersihan tambahan pada sikat, saat sikat tidak hanya mentransfer arus ke kolektor, tetapi juga segera membersihkannya dari endapan karbon.

Kelanjutan dari topik:

Apa perbedaan antara graphene dan grafit?