Самостоятельная работа №2 по предмету «Электротехнические материалы» на тему: "Графит" студент группы 88-21 еее махсудов Данияр

Механические свойства
Графит не обладает эластичностью, но тем не менее он может быть подвергнут резанию и изгибанию. Графитовая проволока легко сгибается и закручивается в спираль, а при вальцевании дает удлинение около 10%. Сопротивление на разрыв такой проволоки равно 2 кг/мм2, а модуль изгиба равен 836 кг/мм2.
ПРИМЕНЕНИЕ
Жирность и пластичность графита являются важнейшими свойствами, которые дают возможность широко применять его в промышленности. Чем выше жирность графита, тем меньше коэффициент трения. От жирности графита зависит использование его в качестве смазочного материала, а также способность прилипания к твердым поверхностям. Благодаря этим свойствам имеется возможность создавать тонкие пленки при натирании графитом поверхности твердых тел.
Оптические свойства
Коэффициент светопоглощения графита постоянен для всего спектра и не зависит от температуры лучеиспускания тела; для тонких графитовых нитей он равен 0,77, с увеличением кристаллов графита светопоглащение уже находится в пределах 0,52-0,55.
ПРИМЕНЕНИЕ
Используется для получения синтетических алмазов, в качестве эталона длины нанометрового диапазона для калибровки сканеров сканирующего туннельного микроскопа и атомно-силового микроскопа.


Химические свойства
Химические особенности графита открыли его широкое применение в различной электротехнике. Благодаря химической стойкости к агрессивным водным растворам, тугоплавкости и высокой электропроводности, из графита изготавливают электроды и нагревательные элементы разнообразного назначения. Например, при получении активных металлов , именно из графита делают электроды. При получении алюминия, графит сам улетучивается из зоны реакции электролизера в составе углекислого газа, так что нет необходимости применять иные сложные меры по его утилизации.

Рисунок 5 (Графитовые электроды)


ПРИМЕНЕНИЕ
Для получения химически активных металлов методом электролиза расплавленных соединений, твёрдых смазочных материалов, в комбинированных жидких и пастообразных смазках, наполнитель пластмасс. Является замедлителем нейтронов в ядерных реакторах, компонентом состава для изготовления стержней для чёрных графитовых карандашей (в смеси с каолином).
Электрические свойства графита. 
Электропроводность графита в 2,5 раза больше электропроводности ртути. При температуре 0 град. удельное сопротивление электрическому току находится в пределах от 0,390 до 0,602 ом. Низкий предел удельного сопротивления для всех видов графита одинаков и равен 0,0075 Ом.
Магнитные свойства. 
Графит считается диамагнитным.
Графит и его применение в электротехнике
Его используют для изготовления контактных щёток и токосъёмников для разнообразных электрических машин, электротранспорта и мостовых подъёмных кранов с троллейным питанием, мощных реостатов, а также прочих устройств, где требуется надёжный подвижный электрический контакт.



Рисунок 6 (Графитовые щетки для электродвигателей)


 Изготавливают их не из чистого графита, а из графита с добавлением связующего вещества, да еще и подвергают специальной обработке. Технология производства щеток достаточно сложна, она включает в себя процессы прессования и обжига, что делает щетки более прочными и износостойкими.
Так, на последнем этапе производства, электрографитовые щетки насыщают углеродом в печи при температуре в 2500 градусов. Металлографитовые щетки содержат порошки металлов и сажу.
Существуют твердые, средние и мягкие электрографитовые щетки. Мягкие щетки:

• 
  ЭГ-4 и ЭГ-71; ЭГ-14 — средние, универсальные;
  
• 
  ЭГ-8 и ЭГ-74 — твердые, они содержат в своем составе абразивный порошок.
  

Твердые щетки применяются в условиях высоких температур и затрудненной коммутации, так что входящий в состав щетки абразив придает щетке дополнительную чистящую функцию, когда щетка не только передает ток на коллектор, но и сразу чистит его от нагара.
Применение графита в энергетике
Графит получил широкое применение в атомной промышленности и ядерной энергетике. Он использовался в реакторах в качестве замедлителя, конструкционного материала активной зоны, а также в качестве вмещающей матрицы ядерного топлива. Основное назначение графитовой кладки реактора на тепловых нейтронах состоит в замедлении быстрых нейтронов, рождающихся при цепной реакции деления ядер тяжёлых элементов. Атомно-абсорбционная спектрометрия с графитовой печью - это спектрометрический метод, в котором для испарения образца используется печь с графитовым покрытием. Эта методика основана на том факте, что свободные атомы могут поглощать свет определенной частоты и длин волн с элементами особого интереса. В пределах определенного диапазона поглощенные световые волны могут быть непосредственно связаны с анализируемым объектом. Свободные атомы многих элементов могут быть извлечены из образца при высоких температурах. В атомно-абсорбционной спектрометрии с графитовой печью образец хранится в небольшом графитовом кубе с графитовым или пиролитическим углеродным покрытием, который может быть нагрет для испарения и разложения образца. Мы можем откалибровать прибор на основе известных концентраций, чтобы определить степень концентрации по рабочей кривой.
В момент остановки ядерной энергетики атомные электростанции не могут остановиться в одно мгновение, а в середине все еще остается 6%. Остаточное тепло. Если ядерный реактор представляет собой сотовую угольную печь, то материал ядерного графита, который мы изучали, является слоем изоляции, который может немного рассеивать тепло, что является своего рода теплоносителем ».
Графен
Углерод – уникальный элемент периодической таблицы Менделеева. Он является составной частью бесчисленного множества неорганических соединений, а также главным компонентом в органических соединениях. Самым интересным является графит, а точнее его составляющая – слой графита толщиной в один атом – графен. Графен объединяет в себе целый ряд свойств. Этим он привлекает тысячи учёных по всему миру для исследований в разных областях (физика, химия, биология). Ни один материал на Земле, кроме графена, не может похвастаться одновременным сочетанием в себе высокой электропроводности, теплопроводности, прочности, гибкости, эластичности, химической устойчивости, высоким коэффициентом оптического поглощения. Однако перечисленные свойства присущи именно идеальному однослойному графену. Что не существует в мире материала такой же толщины (то есть в один атом или 3,35 Ангстрема) со сравнимыми свойствами. Это касается и других свойств этого материала. При проведении тех или иных экспериментов, подтверждающих особенность свойств, стоит учитывать «уникальность» графена, делая поправку на размер и масштаб.