Grafit i njegova primjena u elektrotehnici
Naziv «grafit» dolazi od grčke riječi «grapho» - pisati. Ovaj mineral je jedna od modifikacija ugljika s karakterističnom slojevitom strukturom. Sačuvani su povijesni dokazi o korištenju grafita u antici kao bojila - riječ je o glinenoj posudi iz 40. stoljeća prije Krista, oslikanoj ovim mineralom.
Suvremeni naziv grafit dobio je 1789. godine njemački geolog i učitelj Abraham Gottlob Werner, koji je, između ostalog, proučavao slojeve sedimentnih stijena, a također je razvio ljestvice za određivanje minerala vanjskim znakovima.
U prirodi grafit nastaje na maloj dubini, zbog metamorfizma stijena koje sadrže organske ostatke. Po fizikalnim i kemijskim svojstvima grafit je kristalna vatrostalna tvar, malo masna na dodir, crne ili sive boje, karakterističnog metalnog sjaja.
U usporedbi s dijamantom, grafit je vrlo mekan zbog slojevite strukture atomske rešetke.Atomi ugljika nalaze se u grafitu sloj po sloj, a udaljenost između slojeva je veća nego između atoma u jednom sloju, a elektroni koji međusobno povezuju slojeve tvore kontinuirani elektronski oblak - stoga je grafit vodič struje i ima karakterističan metalni sjaj.
Uz gustoću od 2,08 do 2,23 g/cm3, njegov električni otpor na sobnoj temperaturi je 765 puta veći od otpora bakra.
Za razliku od dijamanta, grafit dobro provodi struju i toplinu. Mekoća grafita (pomiješana s kaolinom) nanesena je na olovke. Ako pogledate grafit pod mikroskopom, lako je vidjeti ljuskice, one ostaju na papiru, stvarajući trag kada koristimo olovku.
Fizikalna i kemijska svojstva grafita otvorila su njegovu široku primjenu u raznim elektrotehničkim područjima. Zbog kemijske otpornosti na agresivne vodene otopine, vatrootpornosti i visoke električne vodljivosti, od grafita se izrađuju elektrode i grijaći elementi za razne namjene. Na primjer, u dobivanju aktivnih metala elektrolizom, elektrode su izrađene od grafita.
Kada se dobije aluminij, sam grafit izlazi iz reakcijske zone elektrolizera u sastavu ugljičnog dioksida, pa nema potrebe za primjenom drugih kompliciranih mjera za njegovo zbrinjavanje.
Vodljiva ljepila visoke otpornosti sadrže samo grafit kao vodljivu komponentu. Pa, svi, naravno, znaju da se od grafita izrađuju razne kontaktne četkice i strujni odvodnici električne opreme (kolektorski motori električnih vozila i dizalica, kontakti strujnih reostata itd.), gdje su ponekad pokretni i u istom potrebna je pouzdana električna utičnica...
Ali ako smo rekli da je grafit tako mekan, kako su četke napravljene od kolektorskih sklopova koji se stalno trljaju o kontaktne ploče i prstenove? Uostalom, vrlo često se grafitne četke mogu naći u kućanskim aparatima: u mikseru, električnom brijaču, mlincu za kavu, električnoj bušilici, mlinu itd. U čemu je tu tajna? Zašto se kistovi ne troše odmah poput olovke?
Ali to je bit četke za elektrotehniku Izrađuju se ne od čistog grafita, već od grafita s dodatkom veziva i čak se podvrgavaju posebnoj obradi.Tehnologija proizvodnje kistova prilično je složena, uključuje procese prešanja i pečenja, što kistove čini izdržljivijima i otpornijima na nositi..
Dakle, u posljednjoj fazi proizvodnje, elektrograft četke su zasićene ugljikom u peći na temperaturi od 2500 stupnjeva! Metalne grafitne četke sadrže metalni prah i čađu.
Postoje tvrdi, srednji i meki elektrografski kistovi. Meke četke:
-
EG-4 i EG-71; EG -14 — srednji, univerzalni;
-
EG-8 i EG-74 su tvrdi, sadrže abrazivni prah.
Tvrde četke se koriste u uvjetima visokih temperatura i teške komutacije, tako da abraziv koji se nalazi u četkici daje četkici dodatnu funkciju čišćenja, kada četkica ne samo da prenosi struju na kolektor, već ga odmah čisti od naslaga ugljika.
Nastavak teme:
Koja je razlika između grafena i grafita?