Graphit und seine Anwendung in der Elektrotechnik

Der Name „Graphit“ kommt vom griechischen Wort „grapho“ – schreiben. Dieses Mineral ist eine der Modifikationen des Kohlenstoffs mit einer charakteristischen Schichtstruktur. Historische Beweise für die Verwendung von Graphit als Farbstoff in der Antike sind erhalten geblieben – es handelt sich um ein Tongefäß aus dem 40. Jahrhundert v. Chr., das mit diesem Mineral bemalt ist.

Der moderne Name Graphit wurde 1789 vom deutschen Geologen und Lehrer Abraham Gottlob Werner erhalten, der unter anderem Sedimentgesteinsschichten untersuchte und auch Skalen zur Bestimmung von Mineralien anhand äußerer Zeichen entwickelte.

In der Natur entsteht Graphit in geringer Tiefe durch die Metamorphose von Gesteinen, die organische Überreste enthalten. In Bezug auf die physikalischen und chemischen Eigenschaften ist Graphit eine kristalline feuerfeste Substanz, die sich leicht fettig anfühlt, schwarz oder grau ist und einen charakteristischen metallischen Glanz aufweist.

Im Vergleich zu Diamant ist Graphit aufgrund der geschichteten Struktur des Atomgitters sehr weich.Kohlenstoffatome liegen Schicht für Schicht im Graphit vor, und der Abstand zwischen den Schichten ist größer als zwischen den Atomen in einer einzelnen Schicht, und die Elektronen, die die Schichten miteinander verbinden, bilden eine kontinuierliche Elektronenwolke – Graphit ist daher ein Stromleiter und hat einen charakteristischen metallischen Glanz.

Mit einer Dichte von 2,08 bis 2,23 g/cm3 ist sein elektrischer Widerstand bei Raumtemperatur 765-mal so groß wie der von Kupfer.

Im Gegensatz zu Diamant leitet Graphit Strom und Wärme gut. Die Weichheit von Graphit (gemischt mit Kaolin) wird in Bleistiften aufgetragen. Wenn man Graphit unter dem Mikroskop betrachtet, sind die Flocken leicht zu erkennen. Sie bleiben auf dem Papier und bilden beim Verwenden eines Bleistifts eine Markierung.

Die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Graphit eröffneten seine breite Anwendung in verschiedenen Elektrotechnikbereichen. Aufgrund seiner chemischen Beständigkeit gegenüber aggressiven wässrigen Lösungen, seiner feuerbeständigen Eigenschaften und seiner hohen elektrischen Leitfähigkeit werden Elektroden und Heizelemente für verschiedene Zwecke aus Graphit hergestellt. Zum Beispiel bei der Gewinnung aktiver Metalle durch ElektrolyseDie Elektroden bestehen aus Graphit.

Bei der Gewinnung von Aluminium verlässt der Graphit selbst in Form von Kohlendioxid die Reaktionszone des Elektrolyseurs, so dass keine weiteren aufwendigen Maßnahmen zu seiner Entsorgung erforderlich sind.

Leitfähige Klebstoffe mit hohem Widerstand enthalten als leitfähige Komponente ausschließlich Graphit. Nun, jeder weiß natürlich, dass aus Graphit verschiedene Kontaktbürsten und Stromabnehmer elektrischer Geräte (Kollektormotoren von Elektrofahrzeugen und Kränen, Kontakte von Stromwiderstandswiderständen usw.) hergestellt werden, wo sie manchmal beweglich sind Es wird eine zuverlässige Steckdose benötigt...

Aber wenn wir sagen, dass Graphit so weich ist, wie werden dann Bürsten von Kollektorbaugruppen hergestellt, die ständig an den Kontaktplatten und -ringen reiben? Schließlich sind Graphitbürsten sehr oft in Haushaltsgeräten zu finden: in einem Mixer, einem Elektrorasierer, einer Kaffeemühle, einer elektrischen Bohrmaschine, einer Mühle usw. Was ist hier das Geheimnis? Warum nutzen sich Pinsel nicht sofort ab wie ein Bleistift?

Aber das ist der Punkt Bürsten für die Elektrotechnik Sie werden nicht aus reinem Graphit, sondern aus Graphit unter Zusatz eines Bindemittels hergestellt und sogar einer speziellen Verarbeitung unterzogen. Die Technologie zur Herstellung von Bürsten ist recht komplex, sie umfasst Press- und Brennprozesse, was die Bürsten haltbarer und widerstandsfähiger macht tragen. .

In der letzten Produktionsstufe werden die Elektrograft-Bürsten in einem Ofen bei einer Temperatur von 2500 Grad mit Kohlenstoff gesättigt! Metallgraphitbürsten enthalten Metallpulver und Ruß.

Es gibt harte, mittlere und weiche elektrografische Pinsel. Weiche Bürsten:

• EG-4 und EG-71; EG -14 – mittel, universell;

• EG-8 und EG-74 sind hart und enthalten Schleifpulver.

Harte Bürsten werden bei hohen Temperaturen und schwieriger Kommutierung eingesetzt, daher verleiht das in der Bürste enthaltene Schleifmittel der Bürste eine zusätzliche Reinigungsfunktion, wenn die Bürste nicht nur Strom zum Kollektor überträgt, sondern ihn auch sofort von Kohlenstoffablagerungen reinigt.

Fortsetzung des Themas:

Was ist der Unterschied zwischen Graphen und Graphit?