گرافیت چیست؟ خواص و توابع گرافیت
گرافیت چیست؟ خواص اصلی گرافیت
1، مقاومت در برابر درجه حرارت بالا: نقطه ذوب گرافیت 50±3850 درجه است، نقطه جوش 4250 درجه است، حتی اگر قوس در دمای فوق العاده بالا می سوزد، کاهش وزن بسیار کم است، ضریب انبساط حرارتی نیز بسیار کوچک است. . استحکام گرافیت با افزایش دما تقویت می شود و استحکام گرافیت در 2000 درجه دو برابر می شود.
2، هدایت الکتریکی و حرارتی: رسانایی الکتریکی گرافیت صد برابر بیشتر از سنگ معدن غیر فلزی عمومی است. رسانایی حرارتی نسبت به فولاد، آهن، سرب و سایر مواد فلزی. رسانایی گرمایی با افزایش دما کاهش می یابد و حتی در دماهای بسیار بالا، گرافیت تبدیل به یک آدیاباتیک می شود. گرافیت می تواند رسانای الکتریسیته باشد زیرا هر اتم کربن موجود در گرافیت تنها سه پیوند کووالانسی با سایر اتم های کربن تشکیل می دهد و هر اتم کربن هنوز یک الکترون آزاد را برای انتقال بار حفظ می کند.
3، روانکاری: عملکرد روانکاری گرافیت به اندازه پوسته گرافیت بستگی دارد، هر چه پوسته بزرگتر باشد، ضریب اصطکاک کوچکتر، عملکرد روانکاری بهتر است.
4، پایداری شیمیایی: گرافیت پایداری شیمیایی خوبی در دمای اتاق دارد، می تواند در برابر خوردگی اسید، قلیایی و حلال آلی مقاومت کند.
5، انعطاف پذیری: چقرمگی گرافیت خوب است، می توان آن را به یک ورق بسیار نازک نورد.
6، مقاومت در برابر شوک حرارتی: گرافیت می تواند تغییرات شدید دما را در هنگام استفاده در دمای اتاق بدون آسیب تحمل کند، هنگامی که دما تغییر می کند، حجم گرافیت تغییر زیادی نمی کند، ترک ایجاد نمی کند.
مزایای گرافیت
(1) سرعت پردازش سریعتر: در شرایط عادی، سرعت پردازش مکانیکی گرافیت می تواند 2-5 برابر سریعتر از مس باشد. سرعت پردازش تخلیه 2-3 برابر سریعتر از مس است، و تغییر شکل دادن مواد آسان نیست: در پردازش الکترودهای دنده نازک مزایای آشکاری دارد. نقطه نرم شدن مس حدود 1000 درجه است که به راحتی در اثر حرارت تغییر شکل می دهد. دمای تصعید گرافیت 3650 درجه است. ضریب انبساط حرارتی فقط 1/30 مس است.
(2) وزن سبک تر: چگالی گرافیت فقط 1/5 مس است و بار ماشین ابزار (EDM) را می توان به طور موثری در هنگام تخلیه الکترود بزرگ کاهش داد. برای استفاده در قالب های بزرگ مناسب تر است.
(3) مصرف تخلیه کمتر. از آنجایی که روغن جرقه حاوی اتم های C نیز می باشد، در حین پردازش تخلیه، دمای بالا باعث می شود اتم های C موجود در روغن جرقه تجزیه شوند و لایه محافظ روی سطح الکترود گرافیتی تشکیل شود که اتلاف الکترود گرافیتی را جبران می کند. الکترود گرافیتی
(4) بدون فرز. پس از پردازش الکترود مسی، باید آن را به صورت دستی برش داد تا فرزها از بین برود، در حالی که گرافیت بدون فرز پردازش میشود که باعث صرفهجویی در هزینهها و آسانتر شدن خودکارسازی تولید میشود.
(5) گرافیت آسان تر برای آسیاب و صیقل دادن است. از آنجایی که مقاومت برش گرافیت تنها 1/5 مقاومت مس است، آسیاب و صیقل دادن آن با دست آسان تر است.
(6) هزینه های مواد کمتر و قیمت های با ثبات تر. با توجه به افزایش قیمت مس در سال های اخیر، قیمت گرافیت همسانگرد در حال حاضر کمتر از مس است، با همان حجم، قیمت محصولات گرافیتی جهانی کربن 30 تا 60 درصد کمتر از مس است و قیمت پایدارتر است و نوسان قیمت کوتاه مدت بسیار کوچک است. این مزیت بی نظیر است که گرافیت به تدریج جایگزین مس به عنوان ماده انتخابی برای الکترودهای EDM شده است.
نقش اصلی گرافیت
1، به عنوان مواد نسوز: گرافیت و محصولات آن دارای مقاومت در برابر درجه حرارت بالا، خواص استحکام بالا هستند، در صنعت متالورژی عمدتاً برای ساخت بوته گرافیتی استفاده می شود، در فولادسازی معمولاً از گرافیت به عنوان یک عامل محافظ شمش، پوشش کوره متالورژی استفاده می شود.
بوته گرافیتی
2، به عنوان مواد رسانا: در صنعت برق برای ساخت الکترود، برس، میله های کربن، لوله های کربن، جیوه مثبت، واشر گرافیت، قطعات تلفن، پوشش لوله تصویر تلویزیون استفاده می شود.
واشر گرافیت
3، برای مواد روانکاری مقاوم در برابر سایش: گرافیت اغلب به عنوان روان کننده در صنعت ماشین آلات استفاده می شود. روغن روان کننده اغلب در شرایط با سرعت بالا، دمای بالا، فشار بالا قابل استفاده نیست و مواد مقاوم در برابر سایش گرافیت را می توان در درجه 200-2000 با سرعت لغزش بسیار بالا، بدون روغن روان کننده استفاده کرد. بسیاری از تجهیزات انتقال رسانه های خورنده، مواد گرافیتی پرکاربرد ساخته شده از فنجان های پیستونی، مهر و موم و یاتاقان ها، آنها نیازی به اضافه کردن روغن روان کننده در هنگام کار ندارند. شیر گرافیت همچنین روان کننده خوبی برای بسیاری از فرآوری فلزات (کشش سیم، کشش لوله) است.
لیوان پیستون گرافیت، حلقه آب بندی و غیره
4، گرافیت پایداری شیمیایی خوبی دارد. پس از پردازش ویژه گرافیت، با مقاومت در برابر خوردگی، هدایت حرارتی خوب، نفوذپذیری کم، به طور گسترده ای در تولید مبدل های حرارتی، مخازن واکنش، کندانسور، برج های احتراق، برج های جذب، خنک کننده ها، بخاری ها، فیلترها، تجهیزات پمپ استفاده می شود. به طور گسترده ای در پتروشیمی، هیدرومتالورژی، تولید اسید و قلیایی، الیاف مصنوعی، کاغذ و سایر بخش های صنعتی استفاده می شود، می تواند بسیاری از مواد فلزی را ذخیره کند.
مواد گرافیت برای مخزن واکنش
5، برای ریخته گری، سنباده، پرس و مواد متالورژی با دمای بالا: به دلیل ضریب انبساط حرارتی کوچک گرافیت و توانایی تغییر سرما و گرما، می توان از آن به عنوان قالب ریخته گری شیشه استفاده کرد، استفاده از گرافیت پس از اندازه ریخته گری فلز سیاه دقیق است، عملکرد صاف سطح بالا است، می تواند بدون پردازش یا کمی پردازش شود، بنابراین مقدار زیادی فلز را ذخیره می کند. تولید کاربید تنگستن و سایر فرآیندهای متالورژی پودر که معمولاً از مواد گرافیت برای پرس و تف جوشی قایق های چینی ساخته می شود. پردازش بوته رشد کریستال سیلیکون تک کریستالی، ظرف تصفیه منطقه ای، فیکسچر براکت، بخاری القایی و غیره از گرافیت با خلوص بالا جدایی ناپذیر است. علاوه بر این، گرافیت همچنین می تواند به عنوان صفحه عایق و پایه گرافیت ذوب خلاء، لوله کوره کوره با مقاومت در برابر درجه حرارت بالا، میله، صفحه، شبکه و سایر اجزاء استفاده شود.
6، مورد استفاده در صنعت انرژی اتمی و صنایع دفاعی: گرافیت دارای یک تعدیل کننده نوترونی خوب است که در راکتورهای اتمی استفاده می شود، راکتور گرافیت اورانیوم یک راکتور اتمی پرکاربرد است. به عنوان یک قدرت برای مواد کاهش سرعت راکتور انرژی اتمی باید دارای نقطه ذوب بالا، پایداری، مقاومت در برابر خوردگی باشد، گرافیت می تواند به طور کامل الزامات فوق را برآورده کند. خلوص گرافیت مورد استفاده در راکتورهای اتمی بسیار بالا است و محتوای ناخالصی آن نباید از ده ها PPM تجاوز کند. به طور خاص، محتوای بور باید کمتر از 0.5PPM باشد. در صنایع دفاعی نیز از گرافیت برای ساخت نازل موشک های سوخت جامد، مخروط دماغه برای موشک ها، قطعات تجهیزات ناوبری فضایی، عایق های حرارتی و مواد محافظ در برابر تشعشع استفاده می شود.
7، گرافیت همچنین می تواند از جرم گیری دیگ جلوگیری کند، آزمایشات واحد مربوطه نشان می دهد که افزودن مقدار مشخصی پودر گرافیت در آب (حدود 4-5 گرم در هر تن آب) می تواند از رسوب روی سطح دیگ جلوگیری کند. علاوه بر این، گرافیت اعمال شده بر روی دودکش های فلزی، سقف ها، پل ها، خطوط لوله می تواند ضد خوردگی و ضد زنگ باشد.
8، گرافیت را می توان به عنوان سرب مداد، رنگدانه، عامل پرداخت استفاده کرد. پس از فرآوری ویژه گرافیت، می توان مواد ویژه مختلفی را برای بخش های صنعتی مربوطه ساخت.
9، الکترود، گرافیت می تواند مس به عنوان الکترود جایگزین شود. در دهه 1960، مس به طور گسترده ای به عنوان یک ماده الکترود استفاده می شد، با نرخ استفاده حدود 90٪، و گرافیت تنها حدود 10٪ بود. در قرن بیست و یکم، کاربران بیشتری شروع به انتخاب گرافیت به عنوان ماده الکترود کردند، در اروپا بیش از 90 درصد مواد الکترود گرافیت است. مس که زمانی ماده غالب الکترود بود، تقریباً مزیت خود را نسبت به گرافیت از دست داده است. چه چیزی باعث این تغییر چشمگیر شد؟ البته، مزایای بسیاری از الکترودهای گرافیتی.