Bahan dan Aplikasi Yang Paling Menjanjikan pada Abad ke-21

Pengenalan:

Graphite adalah alahan karbon elemen. Periferi setiap atom karbon dihubungkan dengan tiga atom karbon lain (beberapa heksagon yang diatur dalam honeycomb) bersama terikat untuk membentuk molekul berdamai. Oleh kerana setiap atom karbon mengeluarkan elektron, orang-orang elektron boleh bergerak dengan bebas, jadi graphite adalah konduktor elektrik. Graphite adalah salah satu mineral yang paling lembut, dan kegunaannya termasuk pembuatan petunjuk pensel dan pelincir. Karbon adalah elemen bukan logam, yang terletak dalam kumpulan IVA tempoh kedua jadual berkala.

Ciri

Ciri-ciri kimia karbon elemen agak stabil pada suhu bilik, dan ia tidak larut di dalam air, asid cair, alkali cair dan pelarut organik; ia bertindak balas dan melecur dengan oksigen pada suhu tinggi yang berbeza untuk menjana karbon dioksida atau karbon monoksida; di kalangan halogen, hanya fluorin secara langsung boleh bertindak balas dengan karbon elemen; Di bawah suhu tinggi, karbon elemen lebih mudah dioksidakan oleh asid; pada suhu tinggi, karbon juga boleh bertindak balas dengan banyak logam untuk membentuk karbid logam. Karbon adalah reductive dan boleh menyelinap logam pada suhu tinggi. Graphite adalah mineral kristal unsur-unsur karbon, dan kekisi kristalnya adalah struktur berlapis heksagon. Jarak antara setiap lapisan mesh adalah 340pm, dan jarak antara atom karbon dalam lapisan mesh yang sama adalah 142pm;. Ia tergolong dalam sistem kristal heksagon dengan keranjang berlapis lengkap. Permukaan kelengkungan dikuasai oleh bon molekul, yang mempunyai tarikan yang lebih lemah kepada molekul, jadi kebolehapungan semula jadinya sangat baik. Graphite, berlian, karbon 60, nanotubes karbon, dan lain-lain adalah semua bahan mudah karbon, dan mereka adalah allotropes. Ciri-ciri istimewa graphite, rintangan suhu tinggi: titik lebur graphite adalah 3850±50°C, dan titik mendidih adalah 4250°C. Walaupun selepas pembakaran arka suhu ultra-tinggi, penurunan berat badan sangat kecil, dan pekali pengembangan haba juga sangat kecil. Kekuatan graphite meningkat dengan peningkatan suhu. Pada 2000°C, kekuatan beregu graphite.

Refraktori

Dalam industri besi dan keluli, refraktori graphite digunakan untuk lapisan refraktori refraktori Refraktori Relau arc dan penukar oksigen, lapisan refraktori wanita, dan lain-lain; refraktori graphite terutamanya bahan pemutus penting, bata karbon magnesia dan refraktori graphite aluminium. Graphite juga digunakan sebagai bahan pembentukan filem untuk metalurgi serbuk dan pemutus logam. Serbuk graphite ditambah kepada keluli bulan untuk meningkatkan kandungan karbon keluli, supaya keluli karbon tinggi mempunyai banyak sifat yang sangat baik.

Bahan konduktif

Dalam industri elektrik, ia digunakan untuk membuat elektrod, berus, rod karbon, tiub karbon, elektrod positif merkuri peranti semasa positif, basuh graphite, bahagian telefon, penyapu untuk tiub gambar televisyen, dan lain-lain.

Bahan pelincir tahan pakai

Graphite sering digunakan sebagai pelincir dalam industri jentera. Minyak pelincir tidak boleh digunakan di bawah kelajuan tinggi, suhu tinggi, dan keadaan tekanan tinggi, manakala bahan tahan pakai graphite boleh berfungsi pada kelajuan gelongsor tinggi pada suhu -200 hingga 2000°C tanpa minyak pelincir. Banyak peralatan yang mengangkut media menghakis secara meluas menggunakan bahan-bahan graphite untuk membuat cawan piston, meterai dan galas. Mereka tidak perlu menambah minyak pelincir apabila mereka sedang berjalan. Emulsi graphite juga pelincir yang baik untuk banyak pemprosesan logam (lukisan wayar, lukisan paip).

Bahan tahan kakisan

Grafit yang diproses khas, yang mempunyai ciri-ciri rintangan kakisan, kekonduksian haba yang baik, dan kebolehpercayaan yang rendah, digunakan secara meluas dalam pengeluaran penukar haba, tangki tindak balas, pemeluar, menara pembakaran, menara penyerapan, penyejuk, pemanas, dan penapis , peralatan pam. Ia digunakan secara meluas dalam industri petrokimia, hidrometallurgy, pengeluaran asas asid, serat sintetik, papermaking dan sektor perindustrian lain, yang boleh menjimatkan banyak bahan logam

Bahan metalurgi suhu tinggi

Kerana graphite mempunyai pekali pengembangan haba yang kecil dan dapat menahan perubahan haba yang cepat sejuk dan cepat, ia boleh digunakan sebagai acuan kaca. Selepas graphite digunakan, logam ferus boleh mendapatkan pemutus dengan dimensi yang tepat dan kadar kemasan permukaan yang tinggi. Ia boleh digunakan tanpa pemprosesan atau pemprosesan sedikit. Simpan banyak logam. Penghasilan karbida simen dan proses metalurgi serbuk lain biasanya menggunakan bahan graphite untuk membuat bot poedelain untuk acuan mampatan dan sintering. Pertumbuhan kristal silikon kristal tunggal boleh disalibkan, kapal penapisan serantau, lekapan sokongan, pemanas induksi, dan lain-lain semuanya diperbuat daripada graphite kesucian tinggi. Di samping itu, graphite juga boleh digunakan untuk papan penebat graphite peleburan vakum dan asas, tiub relau rintangan suhu tinggi dan komponen lain.

Industri Tenaga Atom dan Pertahanan

Graphite mempunyai moderator neutron yang baik yang digunakan dalam reaktor atom. Reaktor uranium-graphite pada masa ini adalah reaktor atom yang paling banyak digunakan. Bahan deklaserasi dalam reaktor nuklear yang digunakan sebagai kuasa harus mempunyai titik lebur yang tinggi, kestabilan, dan rintangan kakisan. Graphite boleh memenuhi sepenuhnya keperluan di atas. Kesucian graphite yang digunakan dalam reaktor atom sangat tinggi, dan kandungan kekotoran tidak boleh melebihi puluhan ppm. Khususnya, kandungan boron sepatutnya kurang daripada 0.5 ppm. Dalam industri pertahanan negara, graphite juga digunakan untuk membuat muncung roket bahan api pepejal, kon hidung peluru berpandu, bahagian peralatan aeroangkasa, bahan penebat haba dan bahan perlindungan radiasi.