Графит ГАК-2
- от объёма, заполните заявку
Графит ГАК-2 — кристаллический аккумуляторный графит, получаемый путём обогащения природных графитовых руд и графитосодержащих отходов металлургических производств. Стандарт — ГОСТ 10273-79. Основное назначение марки ГАК-2 — изготовление активных масс щелочных аккумуляторов и масс для графитированных антифрикционных изделий из цветных металлов.
Внешне материал представляет собой порошок тёмно-серого цвета с характерным металлическим блеском, типичным для природного кристаллического графита.
Назначение графита ГАК-2 по ГОСТ 10273-79
ГОСТ 10273-79 устанавливает три марки аккумуляторного графита, различающиеся по чистоте и области применения:
| Марка | Назначение |
|---|---|
| ГАК-1 | Аккумуляторные изделия специального назначения |
| ГАК-2 | Изготовление активных масс щелочных аккумуляторов и масс графитированных антифрикционных изделий из цветных металлов |
| ГАК-3 | Изготовление масс графитированных антифрикционных изделий из цветных металлов |
Таким образом, графит ГАК-2 — наиболее универсальная марка: он применяется как в производстве активных масс щелочных аккумуляторов, так и при изготовлении антифрикционных графитированных деталей из цветных металлов и их сплавов.
Физико-химические показатели аккумуляторного графита ГАК
Согласно таблице 2 ГОСТ 10273-79 (с учётом изменений №1, 2, 3), физико-химические показатели аккумуляторного графита должны соответствовать следующим нормам:
| Наименование показателя | ГАК-1 | ГАК-2 | ГАК-3 | Метод испытания |
|---|---|---|---|---|
| Зольность, %, не более | 0,5 | 1,0 | 2,0 | ГОСТ 17818.4 |
| Массовая доля влаги, %, не более | 1,0 | 1,0 | 1,0 | ГОСТ 17818.1 |
| Массовая доля железа, %, не более | 0,15 | 0,5 | 0,5 | ГОСТ 17818.5 |
| Массовая доля ионов хлора, %, не более | 0,1 | 0,1 | 0,1 | ГОСТ 17818.18 |
| Концентрация водородных ионов в водной вытяжке, pH | 6,5–9,0 | 6,5–9,0 | 6,5–10,0 | ГОСТ 17818.6 |
| Тонина помола (остаток), % на сетке №016К, не более | 50 | 50 | 50 | ГОСТ 17818.2 |
| Тонина помола (остаток), % на сетке №0063К | 90–50 | 95–60 | 95–60 | ГОСТ 17818.2 |
В графите всех марок не допускается наличие примесей, видимых невооружённым глазом (п. 2.3 ГОСТ 10273-79).
Пояснения к показателям графита ГАК-2
Зольность — ключевой показатель чистоты графита. Для ГАК-2 допускается не более 1,0% минерального остатка после полного сжигания образца. Чем ниже зольность, тем выше содержание углерода и лучше электрохимические характеристики материала в составе активной массы аккумулятора.
Массовая доля железа — нормируется отдельно, поскольку примеси железа в активной массе щелочного аккумулятора могут негативно влиять на электрохимические процессы и ёмкость элемента. Для ГАК-2 допускается не более 0,5% (для сравнения, у ГАК-1 — не более 0,15%).
Ионы хлора — ограничиваются во всех марках одинаково (не более 0,1%), так как хлорид-ионы вызывают коррозию металлических деталей аккумулятора.
pH водной вытяжки — характеризует кислотно-щелочные свойства поверхности графитовых частиц. Для ГАК-2 нормируется диапазон 6,5–9,0, что обеспечивает совместимость со щелочным электролитом.
Тонина помола — определяет гранулометрический состав порошка. Сетка №016К имеет размер ячейки 0,16 мм, сетка №0063К — 0,063 мм. Остаток на сетке №016К не должен превышать 50%, а остаток на сетке №0063К должен находиться в диапазоне 60–95%. Эти параметры определяют удельную поверхность порошка, которая непосредственно влияет на токоотдачу активной массы аккумулятора.
Общие физические свойства кристаллического графита
Аккумуляторный графит ГАК-2, как и другие марки природного кристаллического графита, обладает рядом свойств, определяющих его применимость в промышленности. Ниже приведены справочные значения для кристаллического графита (не специфичные для ГАК-2, а характерные для данного минерала в целом):
| Свойство | Значение |
|---|---|
| Плотность кристаллического графита | 2,09–2,23 г/см³ |
| Температура сублимации при атмосферном давлении | около 3600 °С |
| Температура плавления при высоком давлении (≥100 атм) | 3845–3890 °С |
| Твёрдость по шкале Мооса | 1–2 |
| Цвет | Тёмно-серый, с металлическим блеском |
| Электропроводность | Высокая (анизотропная, зависит от направления) |
При атмосферном давлении графит не плавится — он сублимирует, то есть переходит непосредственно из твёрдого состояния в газообразное, минуя жидкую фазу. Плавление возможно только при давлении выше 100 атмосфер.
Графит химически инертен к большинству кислот и щелочей при нормальных температурах. Окисление на воздухе начинается при температурах 400–600 °С в зависимости от дисперсности и чистоты материала. Эта устойчивость определяет пригодность графита для работы в агрессивных средах.
Области применения графита ГАК-2 в промышленности
Активные массы щелочных аккумуляторов
Основное применение графита ГАК-2 — в качестве токопроводящей добавки к активным массам щелочных аккумуляторов (никель-кадмиевых, никель-железных). Графитовый порошок вводится в состав отрицательного электрода для повышения электропроводности активной массы и улучшения контакта между частицами активного вещества. Это обеспечивает равномерное распределение тока по объёму электрода и повышает токоотдачу аккумуляторной батареи.
Требования к графиту для аккумуляторного производства обусловлены условиями эксплуатации: щелочная среда (растворы КОН), длительная циклическая работа, необходимость стабильной электропроводности. Низкая зольность, ограничение содержания железа и хлоридов, а также нейтральная или слабощелочная реакция водной вытяжки обеспечивают совместимость графита ГАК-2 с электролитом и активными веществами электрода.
Графитированные антифрикционные изделия
Вторая область применения ГАК-2 — производство антифрикционных изделий из графитированных цветных металлов. Графит вводится в состав подшипников скольжения, втулок, вкладышей и других деталей, работающих в условиях трения. Благодаря слоистой кристаллической структуре графит выступает как твёрдая смазка: слои кристаллической решётки легко смещаются друг относительно друга, снижая коэффициент трения.
При изготовлении таких изделий графитовый порошок вводится в матрицу из бронзы, латуни или других цветных сплавов методами порошковой металлургии. Полученные композитные материалы сочетают прочность металлической основы и самосмазывающие свойства графита, что позволяет эксплуатировать подшипники без подачи жидкой смазки или в условиях, где она невозможна (высокие температуры, вакуум, агрессивные среды).
Электроды для электролиза и плавильных печей
Помимо основных направлений, указанных в ГОСТ, аккумуляторный графит в целом применяется при изготовлении электродов из электротехнического угля. Такие электроды используются в электрических печах и аппаратах для электролиза при выплавке цветных и чёрных металлов. Графит в составе электродной массы способствует снижению переходного контактного сопротивления на границе электрод — расплав, что повышает энергоэффективность процесса.
Отличия марок ГАК-1, ГАК-2 и ГАК-3
Все три марки получают одинаковым способом — обогащением природных графитовых руд и графитосодержащих отходов. Различия заключаются в степени очистки и, как следствие, в области применения:
| Параметр | ГАК-1 | ГАК-2 | ГАК-3 |
|---|---|---|---|
| Зольность, %, не более | 0,5 | 1,0 | 2,0 |
| Массовая доля железа, %, не более | 0,15 | 0,5 | 0,5 |
| Основное назначение | Спецназначение | Аккумуляторы + антифрикция | Антифрикция |
ГАК-1 — наиболее чистая марка с минимальной зольностью (0,5%) и пониженным содержанием железа (0,15%). Предназначена для аккумуляторных изделий специального назначения, где предъявляются повышенные требования к чистоте компонентов.
ГАК-2 — универсальная марка, сочетающая приемлемую чистоту для аккумуляторного производства с допуском к изготовлению антифрикционных изделий. Это делает ГАК-2 востребованным материалом при комплексных поставках для предприятий, работающих с обоими направлениями.
ГАК-3 — марка с наиболее высокой допустимой зольностью (2,0%). Область применения ограничена изготовлением антифрикционных изделий из графитированных цветных металлов, где требования к электрохимической чистоте ниже.
Упаковка, маркировка и хранение графита ГАК-2
Согласно разделу 5 ГОСТ 10273-79, графит упаковывается в четырёх- или пятислойные бумажные мешки по ГОСТ 2226 или в мягкие специализированные контейнеры для сыпучих грузов типа МК. Масса нетто графита в одном мешке не должна превышать 30 кг.
Графит для районов Крайнего Севера и приравненных к ним районов упаковывается по ГОСТ 15846.
На каждой упаковке должны быть указаны: наименование предприятия-изготовителя, наименование и марка продукции, номер партии, масса нетто, дата изготовления, вид сырья и обозначение стандарта. Транспортная маркировка выполняется по ГОСТ 14192 с манипуляционным знаком «Беречь от влаги».
Транспортировка осуществляется всеми видами транспорта в крытых транспортных средствах. При использовании специализированных контейнеров допускается перевозка повагонными отправками в полувагонах.
Правила приёмки и контроля качества
Графит принимают партиями. Каждая партия сопровождается документом о качестве, содержащим: наименование и марку продукции, номер партии, дату отгрузки, массу партии, вид сырья, подтверждение соответствия ГОСТ 10273-79 (а по требованию потребителей — результаты испытаний).
Для контроля качества от партии отбирают не менее 10% мешков. Если партия состоит из 10 и менее мешков, пробы отбирают от каждого мешка. При транспортировке в контейнерах пробы отбирают от каждого контейнера.
Массовая доля ионов хлора определяется при освоении новых участков и горизонтов, а также периодически — не реже одного раза в месяц. При неудовлетворительных результатах испытаний по любому показателю проводят повторные испытания на удвоенном количестве проб. Результаты повторных испытаний распространяются на всю партию.
Формы поставки аккумуляторного графита ГАК-2
Графит ГАК-2 поставляется в виде порошка в соответствии с нормами гранулометрического состава, установленными ГОСТ 10273-79. Стандартная фасовка — бумажные мешки массой нетто до 30 кг или специализированные контейнеры для сыпучих грузов.
Объём и условия поставки определяются по согласованию с заказчиком. Каждая партия сопровождается документом о качестве с подтверждением соответствия стандарту.
