グラファイトとその電気工学への応用

「グラファイト」という名前は、ギリシャ語の「書く」を意味する「グラフォ」に由来しています。この鉱物は、特徴的な層状構造を持つ炭素の変性体の一つです。古代に黒鉛が着色剤として使用されていたという歴史的証拠が保存されています。これは、紀元前 40 世紀に作られた粘土の器で、この鉱物が描かれています。

現代の名前であるグラファイトは、ドイツの地質学者で教師のアブラハム・ゴットロブ・ヴェルナーによって 1789 年に付けられました。ヴェルナーは、とりわけ堆積岩の層を研究し、外部の兆候によって鉱物を決定するためのスケールも開発しました。

電気工学におけるグラファイト

自然界では、有機物残骸を含む岩石の変成作用により、黒鉛は浅い深さで形成されます。物理的および化学的特性の点から見ると、グラファイトは結晶質の耐火性物質であり、触れるとわずかに脂っぽく、色は黒または灰色で、特徴的な金属光沢があります。

ダイヤモンドと比較して、グラファイトは原子格子の層状構造により非常に柔らかいです。炭素原子はグラファイトの層ごとに存在し、層間の距離は単層の原子間の距離よりも大きく、層を互いに接続する電子は連続した電子雲を形成します。したがって、グラファイトは電流の導体です。特徴的な金属光沢を持っています。

グラファイトとダイヤモンド

密度は 2.08 ~ 2.23 g/cm3 で、室温での電気抵抗は銅の 765 倍です。

ダイヤモンドとは異なり、グラファイトは電気と熱をよく伝えます。黒鉛(カオリンと混合)の柔らかさを鉛筆に応用しています。顕微鏡でグラファイトを見ると、フレークが簡単に確認できます。フレークは紙の上に残り、鉛筆を使用したときに跡を形成します。

顕微鏡で見たグラファイト

グラファイトの物理的および化学的特性により、さまざまな電気工学での幅広い用途が開かれました。攻撃的な水溶液に対する耐薬品性、耐火性、高い導電性により、さまざまな目的の電極や発熱体がグラファイトで作られています。例えば、活性金属を得る場合 電気分解による、電極はグラファイトでできています。

アルミニウムが得られると、グラファイト自体は二酸化炭素の組成で電解槽の反応ゾーンから出てくるため、その廃棄のために他の複雑な措置を適用する必要はありません。

電気炉用黒鉛電極

高抵抗の導電性接着剤には、導電性成分としてグラファイトのみが含まれています。もちろん、電気機器のさまざまな接触ブラシや集電器(電気自動車やクレーンの集電モーター、電流加減抵抗器の接点など)がグラファイトから作られていることは誰もが知っています。可動式で、時には同じ場所にある場合もあります。信頼できるコンセントが必要です...

電動モーター用カーボンブラシ

しかし、グラファイトが非常に柔らかいと言うのであれば、コンタクトプレートやリングと絶えずこすれるコレクターアセンブリでブラシがどのように作られているのでしょうか?結局のところ、グラファイトブラシはミキサー、電気シェーバー、コーヒーグラインダー、電気ドリル、グラインダーなどの家庭用電化製品によく使われています。その秘密は何でしょうか?なぜブラシは鉛筆のようにすぐに磨耗しないのでしょうか?

しかし、それがポイントです 電気工学用ブラシ 純粋な黒鉛から作られるのではなく、黒鉛にバインダーを加えて特殊な加工を施して作られており、プレスや焼成などの工程を経てブラシの製造技術は非常に複雑になり、ブラシの耐久性や耐摩耗性が向上します。着用しています。

そのため、製造の最終段階で、電気グラフト ブラシは 2500 度の温度の炉内でカーボンで飽和されます。金属グラファイトブラシには金属粉や煤が含まれています。

ハード、ミディアム、ソフトの電子写真ブラシがあります。ソフトブラシ:

  • EG-4およびEG-71。 EG -14 — 中型、ユニバーサル。

  • EG-8、EG-74は硬く、研磨粉が入っています。

硬いブラシは高温で転流が難しい条件で使用されるため、ブラシに含まれる研磨剤がブラシに追加の洗浄機能を与え、ブラシがコレクタに電流を流すだけでなく、炭素堆積物を即座に除去します。

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