Grafite e sua aplicação na engenharia elétrica

O nome «grafite» vem da palavra grega «grapho» - escrever. Este mineral é uma das modificações do carbono com uma estrutura em camadas característica. As evidências históricas do uso de grafite na antiguidade como corante foram preservadas - trata-se de um vaso de barro datado do século 40 aC, pintado com esse mineral.

O nome moderno grafite foi obtido em 1789 pelo geólogo e professor alemão Abraham Gottlob Werner, que, entre outras coisas, estudou camadas de rochas sedimentares e também desenvolveu escalas para determinar minerais por sinais externos.

Na natureza, o grafite é formado em pouca profundidade, devido ao metamorfismo de rochas que contêm restos orgânicos. Em termos de propriedades físicas e químicas, o grafite é uma substância cristalina refratária, levemente gordurosa ao toque, de cor preta ou cinza, com um brilho metálico característico.

Comparado ao diamante, o grafite é muito macio devido à estrutura em camadas da rede atômica.Os átomos de carbono são encontrados no grafite camada por camada, e a distância entre as camadas é maior do que entre os átomos em uma única camada, e os elétrons que conectam as camadas entre si formam uma nuvem eletrônica contínua - portanto, o grafite é um condutor de corrente e tem um brilho metálico característico.

Com densidade de 2,08 a 2,23 g/cm3, sua resistência elétrica à temperatura ambiente é 765 vezes maior que a do cobre.

Ao contrário do diamante, o grafite conduz bem a eletricidade e o calor. A suavidade do grafite (misturado com caulim) é aplicada nos lápis. Se você olhar o grafite ao microscópio, é fácil ver as lascas, elas ficam no papel, formando uma marca quando usamos o lápis.

As características físicas e químicas do grafite abriram seu amplo uso em diversas engenharias elétricas. Devido à sua resistência química a soluções aquosas agressivas, propriedades de resistência ao fogo e alta condutividade elétrica, eletrodos e elementos de aquecimento para diversos fins são feitos de grafite. Por exemplo, na obtenção de metais ativos por eletrólise, os eletrodos são feitos de grafite.

Quando o alumínio é obtido, o próprio grafite sai da zona de reação do eletrolisador na composição do dióxido de carbono, portanto não há necessidade de aplicar outras medidas complicadas para seu descarte.

Os adesivos condutivos de alta resistência contêm apenas grafite como componente condutivo. Bem, todos, é claro, sabem que é do grafite que são feitas várias escovas de contato e coletores de corrente de equipamentos elétricos (motores coletores de veículos elétricos e guindastes, contatos de reostatos de corrente, etc.), onde móveis e às vezes no mesmo é necessária uma tomada elétrica confiável...

Mas se dissermos que o grafite é tão macio, como as escovas são feitas de conjuntos coletores que se esfregam constantemente nas placas e anéis de contato? Afinal, muitas vezes os pincéis de grafite podem ser encontrados em eletrodomésticos: em batedeira, barbeador elétrico, moedor de café, furadeira elétrica, moedor, etc. Por que os pincéis não se desgastam instantaneamente como um lápis?

Mas esse é o ponto escovas para engenharia elétrica Eles não são feitos de grafite puro, mas de grafite com adição de um aglutinante e ainda passam por processamento especial. A tecnologia para a produção de pincéis é bastante complexa, inclui processos de prensagem e queima, o que torna os pincéis mais duráveis ​​e resistentes a vestir. .

Assim, na última etapa da produção, as escovas de eletroenxerto são saturadas com carvão em um forno a uma temperatura de 2.500 graus! As escovas de grafite de metal contêm pós de metal e fuligem.

Existem escovas eletrográficas duras, médias e macias. Pincéis macios:

• EG-4 e EG-71; EG -14 — médio, universal;

• EG-8 e EG-74 são duros, contêm pó abrasivo.

As escovas duras são utilizadas em condições de altas temperaturas e comutação difícil, pelo que o abrasivo incluído na escova confere à escova uma função de limpeza adicional, quando a escova não só transfere corrente para o coletor, como também o limpa imediatamente dos depósitos de carbono.

Continuação do tópico:

Qual a diferença entre grafeno e grafite?