لماذا يستخدم الجرافيت كمادة تشحيم؟ 

الجرافيت هو معدن كربون يستخدم في مختلف الصناعات. خصائصه الفريدة تجعله مركباً متعدد الاستخدامات. في هذا المنشور، سنتعرف في هذا المقال على ما يجعل الجرافيت مادة تشحيم ممتازة. لذا دون أي تأخير، دعونا نبدأ دون أي تأخير.

ما هو الجرافيت؟

هيكل الجرافيت

الجرافيت عبارة عن شكل بلوري من الكربون المعبأ بإحكام في بنية شبكية سداسية الشكل. وتتكون كل طبقة من طبقات الشبكة السداسية من ذرات كربون مترابطة بإحكام، وترتبط جميع الطبقات نفسها ببعضها البعض بواسطة قوى فان دير فال الضعيفة، مما يعطي الجرافيت خصائصه المزلقة.

الجرافيت الطبيعي والاصطناعي

يمكن العثور على الجرافيت بشكل طبيعي في الصخور المتحولة، الجرافيت المتكون بشكل طبيعي. تتراوح كثافته عادةً ما بين 2.09-2.23 جم/سم مكعب، وتبلغ درجة انصهاره حوالي 3652 درجة مئوية، ونقطة غليانه تصل إلى 4827 درجة مئوية. لذلك، يتمتع الجرافيت الطبيعي بثبات جيد تحت درجات الحرارة العالية والبيئات القاسية.
يتم تصنيع الجرافيت الاصطناعي بشكل عام عن طريق قولبة المواد الكربونية مثل فحم الكوك البترولي في درجات حرارة عالية. على سبيل المثال، تُستخدم المنتجات عالية النقاء والقوة المصنوعة على نطاق واسع في المجال الصناعي.

خواص الجرافيت

تتمثل إحدى الخصائص البارزة للجرافيت في التوصيل الكهربائي، مما يجعله مناسبًا جدًا للاستخدام في البطاريات والأقطاب والأجهزة الإلكترونية الأخرى. تساعد الإلكترونات غير المتمركزة داخل طبقاته على تعزيز حركة الإلكترونات بكفاءة.
وبالإضافة إلى ذلك، فإن مقاومته الممتازة للحرارة تجعله مناسبًا للتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية مثل مواد التشحيم وأنظمة الإدارة الحرارية.
وأخيرًا، فإن خصائص الجرافيت مثل القوة الميكانيكية العالية والوزن الخفيف ومقاومة الحرارة والمواد الكيميائية تجعله شائع الاستخدام في مختلف الصناعات مثل الإلكترونيات والسيارات والفضاء.

الجرافيت كمادة تشحيم

تتوفر أنواع مختلفة من مواد تشحيم الجرافيت في السوق. هل تساءلت يومًا عن سبب استخدام الجرافيت كمادة تشحيم؟ ما هي الخصائص التي تجعله مادة تشحيم مثالية؟

الجرافيت عبارة عن بلورة الكربون ببنية طبقية. تتميز جميع طبقاته بذرات كربون مرتبة في شبكة سداسية الشكل. 

على الرغم من أن هذه الذرات لها روابط قوية، فإن القوى بين الطبقات ضعيفة. ونتيجة لذلك، تنزلق فوق بعضها البعض دون أي مقاومة تذكر. هذا التركيب الجزيئي للجرافيت يجعله عامل تشحيم ممتاز.

تتضمن بعض الأسباب الأخرى التي تجعل الجرافيت مادة تشحيم مثالية ما يلي:

لا توجد بقايا لزجة

تفضل العديد من الصناعات الجرافيت على مواد التشحيم الزيتية. أحد الأسباب الرئيسية وراء ذلك هو أنه لا يترك أي بقايا لزجة. وعلى عكس الشحوم والزيوت، يُعد الجرافيت مادة تشحيم جافة. وهو مصنوع من رقائق الجرافيت.

علاوة على ذلك، لا تحتوي مواد تشحيم الجرافيت على زيت أو شحم. ولذلك، فهي لا تجذب الغبار والأوساخ.

القدرة على التحمل في درجات الحرارة العالية

وهناك عامل آخر يجعله مادة تشحيم ممتازة وهو ثباته في درجات الحرارة العالية. حيث يمكنه تحمل درجات الحرارة القصوى دون أن يفقد قدراته في التشحيم.

بعض المواد الصلبة القائمة على الجرافيت زيوت التشحيم تتكون من ثاني أكسيد السيليكا غير المتبلور وفوسفات ثنائي هيدروجين الألومنيوم. تضمن خصائصها الترايبولوجية الحماية من البلى والتلف.

في المقام الأول، تستخدم الصناعات العاملة في تشكيل المعادن وتصنيع الصلب مثل هذه المزلقات.

المتانة

لا تتدهور زيوت التشحيم القائمة على الجرافيت حتى في الأجواء ذات الضغط العالي. ولا ينخفض أداؤها في الارتفاعات العالية والظروف القاسية.

وبالتالي، يستخدمها مهندسو الطيران أيضًا في تشحيم العجلات، والسلاسل، والبكرات، وأحزمة النقل، والحشيات.

التشحيم الذاتي

كما ذُكر أعلاه، تنزلق طبقات مادة تشحيم الجرافيت فوق بعضها البعض. ولذلك، يصبح عامل تشحيم ذاتي.

عندما تقوم بوضعه على جسم ما، فإنه يخلق طبقة رقيقة. وبفضل خصائص التشحيم الذاتي، لا تحتاج إلى إعادة وضعه بشكل متكرر.

يستخدم المهندسون زيوت تشحيم الجرافيت في المحركات النفاثة. يساعد زيت التشحيم المحركات على الدوران بسرعة عالية دون إحداث احتكاك.

لا يمكن لمواد التشحيم الزيتية أن تعمل في مثل هذه الحالات لأنها تفتقر إلى مواد التشحيم الذاتي.

سهولة المزج مع المذيبات

من السهل مزج الجرافيت زيوت التشحيم مع المذيبات. يمكنك دمج الجرافيت مع مذيب تبخيري لتعزيز كفاءته ونطاق تطبيقه.

يمكنك وضع هذا الخليط على أي ماكينة. يتبخر المذيب خلال دقيقة أو دقيقتين ويترك طبقة واقية تدوم طويلاً.

تعمل مواد التشحيم المخلوطة هذه على تشحيم الأماكن التي لا يمكن أن تصل إليها مواد التشحيم الزيتية العادية. وبشكل عام، تأتي في شكل رذاذ.

غير متفاعل مع المواد الكيميائية

يظل الجرافيت غير تفاعلي مع معظم المواد الكيميائية بسبب بنيته الكربونية المستقرة وغير المعدنية. ونتيجة لذلك، يمكنك استخدام مواد التشحيم القائمة على الجرافيت في جو معرض للمواد الكيميائية.

أداء التآكل

في بيئة الوسائط الكيميائية، يمكنه تحمل تآكل معظم المواد الكيميائية. لذلك، يمكنك استخدامه للتشحيم في الوسائط المسببة للتآكل مثل الأحماض والقلويات.

استخدامات زيوت تشحيم الجرافيت

• يتميز زيت التشحيم المصنوع من الجرافيت بالعديد من المزايا. وتشمل بعض تطبيقاته ما يلي:
• يعمل مزلّق الجرافيت الجاف على ترطيب سيور النقل، والماكينات، وقوالب الصب.
• في صناعة السيارات، يستخدم المهندسون هذا الزيت لترطيب مكونات المحرك.
• يستخدم عمال التعدين أيضًا مواد تشحيم الجرافيت لتشحيم معدات وآلات التعدين.
• يستخدم زيت التشحيم أيضًا في صناعة البناء والتشييد لتشحيم الآلات الثقيلة.
• يستخدم مهندسو الطيران مواد تشحيم الجرافيت في أجزاء الطائرات وآليات تروس الهبوط.

مزايا الجرافيت كمواد تشحيم

معامل احتكاك منخفض

يتميز الجرافيت بمعامل احتكاك منخفض للغاية، مما يقلل من تآكل الأجزاء المتحركة. تقلل هذه الخاصية من فقدان الطاقة في الماكينات، مما يحسن الكفاءة.

الاستقرار الكيميائي

الجرافيت خامل كيميائياً، مما يعني أنه لا يتفاعل مع معظم المواد. هذا الثبات يمنع التدهور بمرور الوقت، ويضمن تشحيمًا طويل الأمد، ويقلل من الحاجة إلى الصيانة.

فعالية التكلفة

غالباً ما يكون الجرافيت أكثر اقتصاداً من البدائل الاصطناعية. وتعني متانته أن متانته تعني أن الحاجة إلى إعادة تطبيقه أقل تواتراً، مما يؤدي إلى وفورات في التكاليف على المدى الطويل.

التوصيل الكهربائي

تُعد الموصلية الكهربائية للجرافيت مفيدة في بعض التطبيقات، مما يسمح باستخدامه كمادة تشحيم وكموصل كهربائي في آن واحد، خاصةً في المكونات الإلكترونية.

عيوب زيوت التشحيم الجرافيت

القوة الميكانيكية المنخفضة، كما هو الحال في المعدات عالية السرعة، فمن السهل أن تتآكل أو تسقط.

مشكلة التراكم، باعتباره مادة تشحيم جافة، فمن السهل ترسبه على سطح المعدات الميكانيكية وليس من السهل تنظيفه.

التلوث البيئي، المواد الكيميائية المسحوقة عرضة للتسبب في تلوث معين للبيئة.

كيفية استخدام مزلّق الجرافيت？

يمكن تطبيقه مباشرة على الأجزاء الدوارة أو المنزلقة من المعدات الميكانيكية واستخدامه حسب الكمية. ويمكن أيضًا إضافته إلى مادة التشحيم الأصلية للاستخدام المشترك. وأخيرًا، يمكن إضافة مادة تشحيم الجرافيت مباشرة إلى الماء أو السائل المستحلب للاستخدام.

الخاتمة

وبالنظر إلى كل شيء، يمكننا القول أن الجرافيت مادة تشحيم رائعة. فهو يوفر العديد من المزايا مقارنةً بمواد التشحيم التقليدية القائمة على الزيوت والشحوم.

في المقام الأول، تأتي زيوت تشحيم الجرافيت في شكل جاف ولها العديد من التطبيقات. وخصائصها تجعلها خيارًا عمليًا لصناعات الطيران والتصنيع والمعالجة الكيميائية.