|
إحصائية |
المتواجدين الان: 12 الزوار: 12 اعضاء: 0
|
|
الجرافيت ومعلومات Graphite
الجرافيت Graphite
هو شكل بلوري لعنصر الكربون يتكون من طبقات مكدسة
من الجرافين يوجد الجرافيت بشكل طبيعي وهو اكثر اشكال
الكربون استقرارا في ظل الظروف القياسية يتم استهلاك
الجرافيت الصناعي والطبيعي على نطاق واسع 300 كيلو
طن / سنة و في عام 1989 للاستخدام في اقلام الرصاص
ومواد التشحيم والاقطاب الكهربائية تحت ضغط ودرجات
حرارة عالية يتحول الى الماس انه موصل ضعيف للحرارة
والكهرباء
الحدوث
يحدث الجرافيت في الصخور المتحولة نتيجة لانخفاض مركبات
الكربون الرسوبية اثناء التحول كما يحدث في الصخور النارية
والنيازك المعادن المرتبطة بالجرافيت تشمل الكوارتز والكالسيت
والميكا والتورمالين مصادر التصدير الرئيسية للجرافيت المستخرج
بالطن هي الصين والمكسيك وكندا والبرازيل ومدغشقر
في النيازك يوجد الجرافيت مع معادن التروليت والسيليكات تسمى
بلورات الجرافيت الصغيرة في الحديد النيزكي كليفتونيت بعض
الحبوب المجهرية لها تركيبات نظيرية مميزة مما يشير الى انها
تشكلت قبل النظام الشمسي انها واحدة من حوالي 12 نوعا معروفا
من المعادن التي سبقت النظام الشمسي وتم اكتشافها ايضا في
السحب الجزيئية تشكلت هذه المعادن في المقذوف عند المستعرات
الاعظميةانفجرت النجوم او الصغيرة والمتوسطة الحجم وطردت
مظاريفها الخارجية في وقت متاخر من حياتها قد يكون الجرافيت
ثاني او ثالث اقدم معدن في الكون
انواع واصناف الجرافيت الطبيعي
الانواع الرئيسية من الجرافيت الطبيعي كل منها يحدث في انواع
مختلفة من رواسب الخام هي
تحدث الرقائق المتبلورة الصغيرة من الجرافيت او الجرافيت المقشر
كجسيمات معزولة و مسطحة و شبيهة بالصفائح ذات حواف سداسية
نذا لم تنكسر عند كسر الحواف يمكن ان تكون غير منتظمة او زاوية
الجرافيت غير المتبلور يسمى الجرافيت الرقيق جنا نحيانا غير متبلور
يحدث الجرافيت المتكتل او الجرافيت الوريدي في عروق الشقوق
او الكسور ويظهر على شكل كتل صفيحية ضخمة من الكتل البلورية
الليفية او الاكيترية وربما يكون منشاه حراريا مائيا
يشير الجرافيت الانحلال الحراري عالي الترتيب الى الجرافيت مع
انتشار زاوي بين صفائح الجرافيت اقل من 1 درجة
يستخدم اسم الياف الجرافيت احيانا للاشارة الى الياف الكربون
او البوليمر المقوى بالياف الكربون
اسماء اخرى
تاريخيا كان يسمى الجرافيت الرصاص الاسود او بلومباغو
شاع استخدام بلومباغو في شكله المعدني الضخم ينشا كلا
الاسمين من الخلط مع خامات الرصاص التي تظهر بشكل مشابه
وخاصة الجالينا اعطت الكلمة اللاتينية التي تعني الرصاص
plumbum اسمها للمصطلح الانجليزي لهذا المعدن الرمادي اللامع
وحتى الى نباتات الرصاص او plumbagos وهي نباتات ذات
ازهار تشبه هذا اللون
يشير مصطلح الرصاص الاسود عادة الى الجرافيت المسحوق
او المعالج و اسود غير لامع اللون
صاغ ابراهام جوتلوب ويرنر اسم الجرافيت حجر الكتابة في
عام 1789 وقد حاول توضيح الخلط بين موليبدينا وبلومباغو
والرصاص الاسود بعد ان اثبت كارل فيلهلم شيل في عام 1778 ان
هناك ثلاثة معادن مختلفة على الاقل اظهر تحليل Scheele ان
المركبات الكيميائية كبريتيد الموليبدينوم والموليبدينيت وكبريتيد
الرصاص II غالينا والجرافيت كانت ثلاثة معادن سوداء
ناعمة مختلفة
الخصائص الاخرى
الخصائص الصوتية والحرارية للجرافيت متباينة للغاية حيث
تنتشر الفونونات بسرعة على طول الطائرات المقيدة باحكام
ولكنها ابطا في الانتقال من مستوى الى اخر يعمل الاستقرار
الحراري العالي للجرافيت والتوصيل الكهربائي والحراري على
تسهيل استخدامه على نطاق واسع كاقطاب كهربائية وحراريات
في تطبيقات معالجة المواد ذات درجات الحرارة العالية ومع ذلك
في الاجواء المحتوية على الاكسجين يتاكسد الجرافيت بسهولة
ليشكل ثاني اكسيد الكربون عند درجات حرارة تصل
الى 700 درجة مئوية وما فوق
الجرافيت هو موصل كهربائي وبالتالي فهو مفيد في تطبيقات مثل
اقطاب مصباح القوس يمكنه توصيل الكهرباء بسبب عدم تمركز
الالكترون الواسع داخل طبقات الكربون ظاهرة تسمى العطرية ان
الكترونات التكافؤ هذه حرة في الحركة لذا فهي قادرة على توصيل
الكهرباء ومع ذلك يتم توصيل الكهرباء بشكل اساسي داخل مستوى
الطبقات تسمح الخصائص الموصلة لمسحوق الجرافيت باستخدامه
كمستشعر ضغط في ميكروفونات الكربون
يتم تقييم مسحوق الجرافيت والجرافيت في التطبيقات الصناعية
لخصائص التشحيم الذاتي والتشحيم الجاف هناك اعتقاد شائع بان
خصائص تشحيم الجرافيت ترجع فقط الى الاقتران بين الالواح
الفضفاضة بين الالواح في الهيكل ومع ذلك فقد ثبت انه في بيئة
الفراغ مثل التقنيات المستخدمة في الفضاء يتحلل الجرافيت كمواد
تشحيم بسبب ظروف نقص الاكسجة ادت هذه الملاحظة الى فرضية
ان التزليق ناتج عن وجود سوائل بين الطبقات مثل الهواء والماء
والتي يتم امتصاصها بشكل طبيعيمن البيئة تم دحض هذه الفرضية
من خلال الدراسات التي اظهرت عدم امتصاص الهواء والماء تشير
الدراسات الحديثة الى ان تاثيرا يسمى التشحيم الفائق يمكن ان يفسر
ايضا خصائص تزييت الجرافيت استخدام الجرافيت محدود بسبب
ميله لتسهيل تاليب التاكل في بعض الفولاذ المقاوم للصدا ولتعزيز
التاكل الجلفاني بين المعادن غير المتشابهة بسبب التوصيل
الكهربائي كما انها تسبب تاكل الالومنيوم في وجود الرطوبة لهذا
السبب حظر سلاح الجو الامريكي استخدامه كمادة تشحيم في
الطائرات المصنوعة من الالومنيوم وتثبيط استخدامها في الاسلحة
الالية المحتوية على الالومنيوم حتى علامات قلم الجرافيت على
اجزاء الالومنيوم قد تسهل التاكل مادة تشحيم اخرى عالية الحرارة
نيتريد البورون السداسي لها نفس التركيب الجزيئي مثل الجرافيت
يطلق عليه احيانا الجرافيت الابيض نظرا لخصائصه المتشابهة
استخدامات الجرافيت الطبيعي
بدا استخدام الجرافيت كمادة حرارية مقاومة للحرارة قبل عام 1900
ازداد استخدام الجرافيت في البطاريات منذ السبعينيات يستخدم الجرافيت
الطبيعي والصناعي كمواد انود لبناء اقطاب كهربائية في تقنيات البطاريات
الرئيسية
يذهب الجرافيت الطبيعي في صناعة الصلب في الغالب الى زيادة محتوى
الكربون في الفولاذ المصهور يمكن ان يعمل ايضا على تشحيم القوالب
المستخدمة في بثق الفولاذ الساخن تواجه المضافات الكربونية اسعارا
تنافسية من بدائل مثل مسحوق الجرافيت الصناعي
يتم استخدام الجرافيت الطبيعي غير المتبلور والناعم في بطانات الفرامل
او احذية الفرامل للمركبات الثقيلة غير الالية واصبح مهما مع الحاجة
الى استبدال الاسبستوس
كسوات وزيوت مسبك غسل القالب المواجه للمسبك هو طلاء مائي من
الجرافيت غير المتبلور او الناعم طلاء الجزء الداخلي من القالب به وتركه
يجف يترك طبقة رقيقة من الجرافيت تسهل فصل الجسم المصبوب
بعد ان يبرد المعدن الساخن
استخدامات اخرى
وجد الجرافيت الطبيعي استخدامات في بطاريات الزنك والكربون
وفرش المحركات الكهربائية والعديد من التطبيقات المتخصصة
ينتج الجرافيت ذو الصلابة والنعومة المختلفة صفات والوان مختلفة
عند استخدامه كوسيط فني غالبا ما تمزج السكك الحديدية مسحوق
الجرافيت مع زيت النفايات او زيت بذر الكتان لانشاء طبقة واقية
مقاومة للحرارة للاجزاء المكشوفة من غلاية القاطرة البخارية مثل
صندوق الدخان او الجزء السفلي من صندوق الاحتراق تستخدم مكواة
اللحام Scope طرفا من الجرافيت كعنصر تسخين
تستخدم الياف الجرافيت الكربون والانابيب النانوية الكربونية ايضا
في البلاستيك المقوى بالياف الكربون وفي المركبات المقاومة للحرارة
مثل الكربون المقوى RCC تشمل الهياكل التجارية المصنوعة من مركبات
الجرافيت المصنوعة من الياف الكربون قضبان الصيد واعمدة مضرب
الجولف واطارات الدراجات والواح جسم السيارة الرياضية وجسم
الطائرة Boeing 787 Dreamliner وعصي البلياردو وتم
استخدامها بنجاح في الخرسانة المسلحة الخصائص الميكانيكية لمركبات
البلاستيك المقوى بالياف الكربون والجرافيت والحديد الزهر الرماديتتاثر
بشدة بدور الجرافيت في هذه المواد في هذا السياق غالبا ما يستخدم
مصطلح 100٪ جرافيت بشكل فضفاض للاشارة الى خليط نقي من
تقوية الكربون والراتنج بينما يستخدم مصطلح مركب للمواد المركبة
ذات المكونات الاضافية
السلامة المهنية
يمكن ان يتعرض الناس للجرافيت في مكان العمل عن طريق
استنشاقه وكذلك من خلال ملامسة الجلد او ملامسة العين
الولايات المتحدة
حددت ادارة السلامة والصحة المهنية OSHA الحد القانوني حد
التعرض المسموح به للتعرض للجرافيت في مكان العمل كمتوسط
زمني مرجح TWA يبلغ 15 مليون جسيم لكل قدم
مكعب 1.5 مجم / م 3 اكثر من 8 -ساعة يوم العمل حدد المعهد
الوطني للسلامة والصحة المهنية NIOSH حد التعرض الموصى
به REL من TWA 2.5 مجم / م 3 غبار قابل للتنفس على
مدار 8 ساعات يوم عمل عند مستويات 1250 مجم / م 3 يشكل
الجرافيت خطرا على الحياة والصحة على الفور
هوية حجر الجرافيت
اللون الحديد الاسود الى الصلب الرمادي
ازرق غامق في الضوء المنقول
العادة البلورية كتل مرققة مجدولة سداسية الجوانب
و حبيبية الى كتل مضغوطة
التوامة الحالي
الانقسام Basal - مثالي على 0001
الكسر قشاري و خشن بخلاف ذلك عندما لا يكون على انشقاق
القساوة مرنة غير مرنة و مقطعية
الصلابة على مقياس موس 1-2
البريق معدني و ترابي
الخدش اسود
الشفافية معتم وشفاف فقط في الرقائق الرقيقة للغاية
الجاذبية معينة 1.9 الى 2.3
الكثافة 2.09 الى 2.23 جم / سم 3
الخواص البصرية احادي المحور -
تعدد التلاون قوي
الذوبان قابل للذوبان في النيكل المصهور
حامض الكلوروسلفوريك الدافئ
فديو تابع للموضوع
|
|
الفئة:
احجار كريمة |
أضاف:
stones (2022-11-19)
|
|
مشاهده: 430
|
الترتيب:
0.0/0 |
|
|
|
