Le graphite et son application en génie électrique

Le nom «graphite» vient du mot grec «grapho» - écrire. Ce minéral est l'une des modifications du carbone avec une structure en couches caractéristique. Des preuves historiques de l'utilisation du graphite dans l'Antiquité comme colorant ont été conservées - il s'agit d'un récipient en argile datant du 40ème siècle avant JC, peint avec ce minéral.

Le nom moderne graphite a été obtenu en 1789 par le géologue et enseignant allemand Abraham Gottlob Werner, qui, entre autres, a étudié les couches de roches sédimentaires et a également développé des échelles pour déterminer les minéraux par des signes extérieurs.

Dans la nature, le graphite se forme à faible profondeur, en raison du métamorphisme des roches contenant des restes organiques. En termes de propriétés physiques et chimiques, le graphite est une substance réfractaire cristalline, légèrement grasse au toucher, de couleur noire ou grise, avec un éclat métallique caractéristique.

Comparé au diamant, le graphite est très doux en raison de la structure en couches du réseau atomique.Les atomes de carbone se trouvent dans le graphite couche par couche, et la distance entre les couches est plus grande qu'entre les atomes d'une seule couche, et les électrons qui relient les couches les unes aux autres forment un nuage d'électrons continu - donc le graphite est un conducteur de courant et a un éclat métallique caractéristique.

D'une densité de 2,08 à 2,23 g/cm3, sa résistance électrique à température ambiante est 765 fois celle du cuivre.

Contrairement au diamant, le graphite conduit bien l'électricité et la chaleur. La douceur du graphite (mélangé au kaolin) est appliquée aux crayons. Si vous regardez le graphite au microscope, il est facile de voir les flocons, ils restent sur le papier, formant une marque lorsque nous utilisons un crayon.

Les caractéristiques physiques et chimiques du graphite ont ouvert sa large utilisation dans divers génies électriques. En raison de sa résistance chimique aux solutions aqueuses agressives, de ses propriétés ignifuges et de sa conductivité électrique élevée, les électrodes et les éléments chauffants à diverses fins sont en graphite. Par exemple, pour obtenir des métaux actifs par électrolyse, les électrodes sont en graphite.

Lorsque l'aluminium est obtenu, le graphite lui-même quitte la zone de réaction de l'électrolyseur dans la composition du dioxyde de carbone, il n'est donc pas nécessaire d'appliquer d'autres mesures compliquées pour son élimination.

Les adhésifs conducteurs à haute résistance ne contiennent que du graphite comme composant conducteur. Eh bien, tout le monde sait bien sûr que c'est à partir de graphite que sont fabriqués divers balais de contact et collecteurs de courant d'équipements électriques (moteurs collecteurs de véhicules électriques et de grues, contacts de rhéostats de courant, etc.), où mobiles et dans le même parfois une prise électrique fiable est nécessaire...

Mais si l'on disait que le graphite est si mou, comment sont faits les balais d'ensembles collecteurs qui frottent en permanence contre les plaques et bagues de contact ? Après tout, on trouve très souvent des brosses en graphite dans les appareils électroménagers : dans un mixeur, un rasoir électrique, un moulin à café, une perceuse électrique, un broyeur, etc. Quel est le secret ici ? Pourquoi les pinceaux ne s'usent-ils pas instantanément comme un crayon ?

Mais c'est le but brosses pour l'électrotechnique Ils ne sont pas fabriqués à partir de graphite pur, mais à partir de graphite avec l'ajout d'un liant et subissent même un traitement spécial.La technologie de production de brosses est assez complexe, elle comprend des processus de pressage et de cuisson, ce qui rend les brosses plus durables et résistantes à porter. .

Ainsi, au dernier stade de la production, les brosses d'électrogreffe sont saturées de carbone dans un four à une température de 2500 degrés ! Les brosses en graphite métallique contiennent des poudres métalliques et de la suie.

Il existe des brosses électrographiques dures, moyennes et douces. Brosses douces :

• EG-4 et EG-71 ; EG -14 — moyen, universel ;

• EG-8 et EG-74 sont durs, contiennent de la poudre abrasive.

Les brosses dures sont utilisées dans des conditions de températures élevées et de commutation difficile, de sorte que l'abrasif inclus dans la brosse donne à la brosse une fonction de nettoyage supplémentaire, lorsque la brosse non seulement transfère le courant au collecteur, mais le nettoie également immédiatement des dépôts de carbone.

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Quelle est la différence entre le graphène et le graphite ?