1. Плотность графита
Если вы собираетесь использовать графит для работ, связанных с промышленностью, вы должны понимать, что плотность является одним из ключевых факторов, определяющих качество и цену графита.
Теоретическая плотность графита составляет 2,26 г/см3. Однако, при практическом применении вы обычно сталкиваетесь со стандартными промышленными сортами, составляющими 1,70-2,00 г/см3. С другой стороны, высококачественные сорта могут иметь плотность 2,00-2,20 г/см3.
Некоторые общие факторы, влияющие на плотность графита, включают:
Производственный процесс: Более высокое давление формования (до 300 МПа) позволяет получить более высокие значения плотности.
Размер частиц: Конечные результаты, которых вы достигаете при использовании оптимизированного распределения частиц, включают лучшую упаковку и плотность.
Пористость: Пористость от 10% до 30% всегда приводит к низкой плотности.
2. Предел прочности графита при растяжении
Прочность графита на разрыв варьируется от 8 до 30 МПа. В большинстве случаев прочность на разрыв увеличивается до 2500 °C при повышении температуры.
Что еще более важно, вы можете достичь более высокой прочности при растяжении, выбирая более мелкие зерна графита. Кроме того, это связано с процессом производства графита и структурой графита.
При оценке прочности графита на разрыв важно обращать внимание на:
Размер зерен: Чтобы увеличить предел прочности при растяжении, уменьшите размер зерен.
Пористость: Чем выше пористость, тем ниже предел прочности при растяжении
Температура: При нагревании графита прочность на разрыв определенно увеличивается. Возможно, вы также сможете узнать больше о тепловых свойствах графита.
3. Вязкость разрушения графита
Вязкость разрушения графита в основном колеблется в пределах от 0,8 до 1,5 МПа. В идеале это иллюстрирует, насколько ваши графитовые детали могут противостоять растрескиванию.
Имея информацию о вязкости разрушения, можно легко предсказать характер повреждений в ваших деталях.
В то же время увеличение плотности графита повышает устойчивость к разрушению. С другой стороны, работа с более крупными зернами также способствует повышению вязкости разрушения.
4. Твердость графита
В среднем, твердость графита варьируется от твердости по Шору от 30 до 90. Благодаря этому, вы можете легко предсказать степень износостойкости графита.
Существует множество сценариев, по которым вы можете оценить твердость графита. Они варьируются от различных процессов обработки графита до практических применений.
Некоторые из ключевых переменных, влияющих на твердость графита, включают:
Плотность: При увеличении плотности вы получаете более высокие значения твердости.
Термообработка: если вы графитируете при более высоких температурах, твердость заметно улучшится.
5. Прочность графита на сжатие
Приведенные значения прочности графита на сжатие варьируются от 20 до 200 МПа. В среднем, вы можете использовать графит при работе под высоким давлением без особых проблем.
Помните, что при изготовлении конструкционных деталей из графита вы должны знать, что графит по возможности следует нагружать сжатием.
Но даже с учетом этой информации о прочности графита на сжатие важно отметить, что:
По мере увеличения плотности повышается прочность на сжатие.
Влияние температуры: По сравнению с большинством материалов, графит сохраняет огромную прочность при экстремальных температурах.
Наконец, более мелкие зерна графита способствуют повышению прочности при сжатии.
6. Модуль упругости графита
Тенденции модуля упругости для промышленного графита лежат в диапазоне от 8 до 15 ГПа. Что еще более важно, вы можете определить деформацию до воздействия нагрузки.
Поэтому, прежде чем выбирать графит для любых строительных работ, важно определить расчетные значения, при которых графит не будет упруго деформироваться. Конечно, эти значения варьируются в зависимости от типа графита и марки.
Обычно на модуль упругости графита влияет ряд переменных:
Пористость: Действительно, по мере уменьшения пористости модуль упругости увеличивается.
Температура: При нагревании графита также изменяется его модуль упругости. Вы можете узнать больше о температуре плавления графита.
Ориентация: Вы получите разную величину в разных направлениях, потому что графит - анизотропный материал.
7. Прочность графита на сдвиг
При промышленном применении вы столкнетесь с прочностью графита на сдвиг, значения которой составляют от 4 до 20 МПа.
Поэтому при проектировании конкретных деталей, таких как графитовые крепёжные элементы, необходимо обращать внимание на прочность на разрыв. Это поможет вам создать изделия с хорошей структурной прочностью.
8. Предел текучести графита
При использовании графита вы поймёте, что у него нет резкого предела текучести, как у металлов. Однако переход от упругого к пластичному состоянию происходит постепенно.
Итак, что это означает при использовании графита?
При проектировании деталей важно учитывать нелинейное поведение графита. Это связано с тем, что оно влияет на безопасность детали, если не учитывать его должным образом при проектировании.
9. Коэффициент Пуассона графита
Коэффициент Пуассона для промышленного графита часто находится в диапазоне 0,2-0,3. Помните, от этого зависит, как ваши графитовые изделия изменяют форму при загрузке. Вы можете определить коэффициент Пуассона графита, проведя анализ методом конечных элементов.
Также важно отметить, что существует множество факторов, влияющих на коэффициент Пуассона графита.
Фактически, более высокая пористость означает, что коэффициент Пуассона будет оставаться в пределах низкого диапазона. Кроме того, изменение температуры может привести к смещению коэффициента Пуассона графита.
10. Прочность графита на изгиб
При проведении испытания графита на прочность при изгибе вы столкнётесь со значениями в диапазоне от 6,9 до 100 МПа.
Это особенно важно, когда проектируемые компоненты будут подвергаться изгибающим нагрузкам.
В большинстве случаев уменьшение размера зёрен графита приводит к увеличению прочности на изгиб. В то же время повышение температуры может линейно снижать прочность на изгиб.
11. Коэффициент теплового расширения графита
Вы заметите, что коэффициент теплового расширения графита обычно составляет от 1 до 8 × 10⁻⁶/°C. В идеале графит хорошо переносит тепловые удары и может выдерживать термические циклы.
При интеграции для термического циклирования этот низкий коэффициент теплового расширения обеспечивает хорошую устойчивость к тепловым ударам.
В то же время важно отметить, что коэффициент теплового расширения графита зависит от температуры. Кроме того, важную роль играют и другие факторы, такие как размер зёрен и тип графита.
12. Теплопроводность графита
В случае промышленного графита его теплопроводность варьируется от 25 до 470 Вт/м.К. Это критическое свойство при проектировании графитовых деталей для тепловых применений.
Теплопроводность графита имеет решающее значение при проектировании многих электрических систем. Хорошим примером является система терморегулирования.
Но, с учетом сказанного, существует множество переменных, которые могут влиять на теплопроводность графита:
Чистота: Графитовый материал более высокой чистоты обладает повышенной теплопроводностью.
Температура: Повышение температуры улучшает теплопроводность графита.
Пористость: Исследования показывают отрицательную взаимосвязь между пористостью и теплопроводностью графита.
13. Удельное электрическое сопротивление графита
Удельное электрическое сопротивление промышленного графита в большинстве случаев составляет от 3 до 60 x 10-6 Ом·м.
При использовании графита в электротехнике он также оказывается хорошим проводником.
Уникальные свойства графита с высоким удельным сопротивлением делают его идеальным выбором для некоторых областей применения, таких как изготовление электродов и других электрических компонентов.
При оценке удельного сопротивления графита важно обращать внимание на:
Температура: в целом, коэффициенты рассеивания кристаллической решётки и примесей действуют в противоположных направлениях при повышении температуры и вызывают изменение удельного сопротивления.
Другие факторы включают площадь поперечного сечения, тип графита и длину.
14. Пористость графита
Значения пористости для промышленных графитовых материалов находятся в диапазоне от 1% до 30%. Стоит отметить, что пористость является одним из тех аспектов, которые влияют на многие свойства графита.
Будь то механические или физические свойства графита, пористость играет важную роль. Помните, что даже при пропитке или заполнении графита другими металлами пористость является одной из переменных, которую вы должны учитывать.
Существует множество факторов, влияющих на пористость графита:
Производственный процесс: При изменении максимальных параметров обработки изменяется и конечная пористость материала.
Очевидно, что графит обладает уникальными механическими свойствами, которые делают его идеальным выбором для многих применений, таких как графитовые электроды, тигли и т.д.
Что еще более важно, эти механические свойства варьируются в зависимости от типа или марки графита.
В НПФ УМГ мы производим графитовый материал с превосходными механическими свойствами в зависимости от ваших уникальных требований – вы всегда можете с нами связаться.
