Wofür wird Graphitpulver verwendet?

Graphitpulver ist ein Material mit vielen hervorragenden Eigenschaften. Seine Kristallstruktur ist eine hexagonale Schicht, und die Kohlenstoffatome in der Schicht sind durch kovalente Bindungen miteinander verbunden. Diese einzigartige Struktur verleiht dem Graphitpulver viele hervorragende Eigenschaften, so dass es in der modernen Industrie und in vielen anderen Bereichen eine sehr breite und wichtige Anwendung hat.

Industrielle Verwendung von Graphitpulver

Stahl- und Hüttenindustrie

Stahlvergaser

Bei der Stahlverhüttung kann man Graphitpulver als Stahlvergaser verwenden. Bei der Stahlerzeugung enthält geschmolzener Stahl oft zu viel Sauerstoff. Dadurch wird die Qualität des Stahls ernsthaft beeinträchtigt, z. B. wird die Zähigkeit des Stahls verringert, die Sprödigkeit erhöht und so weiter. Das Graphitpulver kann chemisch mit dem Sauerstoff in der Stahlschmelze reagieren und die Rolle der Desoxidation übernehmen. Um die Qualität des Stahls effektiv zu verbessern, werden die Leistungsindikatoren wie Festigkeit, Zähigkeit und Duktilität optimiert.

Graphitpulver für feuerfeste Zusatzstoffe

Graphitpulver wird auch häufig als feuerfester Zusatzstoff verwendet. Aufgrund seiner hervorragenden Hochtemperaturbeständigkeit kann es extrem hohen Temperaturen standhalten, ohne zu schmelzen oder sich zu zersetzen. Wird es feuerfesten Materialien wie feuerfesten Steinen, feuerfesten Gusserzeugnissen usw. zugesetzt, kann es die Feuerbeständigkeit dieser Materialien erheblich verbessern. So kann es die Integrität und Stabilität der Struktur in einer Hochtemperaturumgebung aufrechterhalten. Außerdem wird dadurch die Lebensdauer der feuerfesten Materialien erheblich verlängert.

Maschinenindustrie

Verwendung von Graphitpulver in Trockenschmiermitteln

Graphitpulver ist ein idealer trockener Festschmierstoff. Während des mechanischen Betriebs kommt es zur Reibung zwischen vielen Teilen. Die Schichtstruktur des Graphitpulvers ermöglicht es, einen kontinuierlichen Schmierfilm auf der Reibungsfläche zu bilden. Dieser Film kann den Reibungskoeffizienten und den Verschleiß der Teile wirksam verringern. Außerdem kann er normalerweise bei hohen Temperaturen, hohem Druck und anderen rauen Arbeitsbedingungen eine schmierende Rolle spielen.

Gussoberflächenschicht

Beim Gussverfahren wird Graphitpulver auf die Gussoberfläche aufgetragen. Bei der Herstellung der FormDas Graphitpulver wird gleichmäßig auf die innere Oberfläche der Form aufgetragen, wodurch sich das Gussteil nach dem Formen leichter lösen lässt. Gleichzeitig wird die Oberfläche des Gussteils glatter und ebener. Außerdem werden der Bearbeitungsaufwand und die Bearbeitungsvorgänge reduziert, die Produktionseffizienz verbessert und die Produktionskosten gesenkt. Darüber hinaus kann das Graphitpulver auch eine gewisse wärmeisolierende Rolle im Gießprozess spielen. Dies trägt dazu bei, die Erstarrungsgeschwindigkeit des Gussteils zu kontrollieren und die Qualität und den Ertrag des Gussteils zu verbessern.

Verwendung von Graphitpulver in der chemischen Industrie

Katalysatorträger

Graphitpulver hat eine große spezifische Oberfläche und gute Adsorptionseigenschaften, was es zu einem hervorragenden Katalysatorträger macht. Bei vielen chemischen Reaktionen müssen die aktiven Bestandteile des Katalysators gleichmäßig auf dem Träger verteilt sein, um die Aktivität und Selektivität des Katalysators zu verbessern. Graphitpulver kann diese Anforderung gut erfüllen, indem es die aktiven Bestandteile des Katalysators auf seiner Oberfläche anreichert und mehr aktive Stellen für die chemische Reaktion bereitstellt. Dadurch wird die Reaktion gefördert.

Elektrodenmaterialien

Graphitpulver selbst ist auch ein wichtiges Elektrodenmaterial. In der elektrochemischen Industrie, wie z.B. bei der Elektrodenherstellung von Elektrolysezellen, Graphitelektroden werden wegen ihrer guten elektrischen Leitfähigkeit und chemischen Stabilität häufig verwendet. Im Elektrolyseprozess kann die Graphitelektrode den Strom stabil leiten, um einen reibungslosen Ablauf der elektrolytischen Reaktion zu gewährleisten.

Elektronische und elektrische Anwendungen

Leitfähige Materialien

Leitfähige Tinte für gedruckte Schaltungen (PCB)

In der Elektronikindustrie ist die gedruckte Schaltung (PCB) eine der wichtigsten Komponenten von Elektronikprodukten. Sie können Graphitpulver verwenden, um leitfähige Tinte für Leiterplatten herzustellen. Diese leitfähige Tinte verwendet Graphitpulver als wichtigste leitfähige Komponente und bildet durch den Druckprozess ein genaues leitfähiges Schaltungsmuster auf der Leiterplatte. Sie kann gute Druck- und Leiteigenschaften auf verschiedenen Substraten aus unterschiedlichen Materialien erzielen. Und sie bietet eine starke Unterstützung für die hochdichte Integration und Multifunktionalität von elektronischen Produkten.

Leitende Beschichtung

Sie können Graphitpulver auch zur Herstellung leitfähiger Beschichtungen verwenden. Das Graphitpulver wird mit geeigneten Harzen, Lösungsmitteln usw. gemischt. Dann wird es auf verschiedene Grundmaterialien wie Kunststoff, Glas, Metall usw. aufgetragen, um eine Beschichtung mit guter elektrischer Leitfähigkeit zu erhalten. Darüber hinaus ist die leitfähige Beschichtung kann auch im Bereich der antistatischen Elektrizität eingesetzt werden, z. B. bei antistatischem Verpackungsmaterial, antistatischen Bodenbelägen usw., um Schäden an elektronischen Bauteilen durch statische Elektrizität zu verhindern.

Herstellung von elektronischen Bauteilen

Widerstände

Bei der Herstellung von elektronischen Bauteilen kann Graphitpulver zur Herstellung von Widerständen verwendet werden. Der Widerstandswert des Widerstands kann durch genaue Kontrolle der Partikelgröße, der Reinheit, der Zugabemenge und des Verhältnisses zu anderen Materialien des Graphitpulvers eingestellt werden. Es kann genaue Widerstandswerte für diese Schaltungen liefern, um den normalen Betrieb der Schaltung und die genaue Übertragung des Signals zu gewährleisten.

Graphitelektrode (für die Verarbeitung von elektronischen Geräten)

Graphitelektroden spielen eine wichtige Rolle bei der Bearbeitung elektronischer Geräte, insbesondere bei der Funkenerosion (EDM). Graphitelektroden sind zu einem gängigen Elektrodenmaterial in EDM wegen seines hohen Schmelzpunktes, seiner guten elektrischen Leitfähigkeit und seiner geringen Verluste. Während des Bearbeitungsprozesses wird die Impulsentladung zwischen der Graphitelektrode und dem Werkstück erzeugt. Die sofortige hohe Temperatur lässt das Material des Werkstücks schmelzen und verdampfen, so dass eine präzise Bearbeitung von Werkstücken mit komplexer Form möglich ist.

Energieanwendungen

Brennstoffzelle

Material der Bipolarplatte

In der Brennstoffzellentechnologie kann man Graphitpulver als Material für Bipolarplatten verwenden. Die Bipolarplatte auf Graphitpulverbasis hat eine gute elektrische Leitfähigkeit, eine hohe chemische Stabilität und eine ausgezeichnete Gasdichtigkeit. Seine gute elektrische Leitfähigkeit kann die effiziente Übertragung von Elektronen in der Brennstoffzelle gewährleisten und den ohmschen Verlust reduzieren; die chemische Stabilität ermöglicht es, in der komplexen chemischen Reaktionsumgebung der Brennstoffzelle lange Zeit stabil zu arbeiten und der Korrosion von Säure, Lauge und anderen Medien zu widerstehen; die Gasabdichtung stellt sicher, dass der Brennstoff und das Oxidationsmittel ohne Leckage und Vermischung in ihren jeweiligen Strömungskanälen fließen.

Verwendung von Graphitpulver in Lithium-Ionen-Batterien

Negatives Elektrodenmaterial

Graphitpulver ist eines der am häufigsten verwendeten Anodenmaterialien in Lithium-Ionen-Batterien. Graphit hat eine typische Schichtstruktur mit moderaten Schichtabständen. Dies ermöglicht den reversiblen Ein- und Ausbau von Lithium-Ionen. Gleichzeitig bietet das Graphitanodenmaterial die Vorteile einer stabilen Lade- und Entladepotentialplattform, einer guten Zyklusleistung und relativ geringer Kosten. In handelsüblichen Lithium-Ionen-Batterien bieten Graphitanodenmaterialien stabile elektrochemische Leistungen und eine lange Lebensdauer. Es erfüllt die Anforderungen moderner tragbarer elektronischer Geräte und Elektrofahrzeuge an die Energiedichte, die Leistungsdichte und die Lebensdauer der Batterie.

Leitfähige Zusatzstoffe

Graphitpulver wird häufig als leitfähiges Additiv in Lithium-Ionen-Batterien verwendet. Bei der Elektrodenherstellung von Lithium-Ionen-Batterien kann die Zugabe von Graphitpulver zum positiven oder negativen Elektrodenmaterial die elektronische Leitfähigkeit des Elektrodenmaterials erheblich verbessern. Denn die Elektrodenreaktion von Lithium-Ionen-Batterien erfordert die schnelle Übertragung von Elektronen. Die Zugabe von Graphitpulver kann ein gutes leitfähiges Netzwerk zwischen den aktiven Materialteilchen aufbauen und den Polarisationswiderstand der Elektrode verringern. Dadurch werden die Lade- und Entladeeffizienz, die Geschwindigkeit und die Lebensdauer der Batterie verbessert.

Verwendung in anderen Bereichen

Schutz der Umwelt

Adsorptionsmittel für die Abwasserbehandlung

Graphitpulver hat eine wichtige Anwendung im Bereich des Umweltschutzes bei der Abwasserbehandlung. Aufgrund seiner großen spezifischen Oberfläche und seiner reichhaltigen Porenstruktur hat es eine gute Adsorptionskapazität für viele Schadstoffe im Abwasser. Schwermetallionen in Abwässern können durch elektrostatische Anziehung, Ionenaustausch usw. an der Oberfläche des Graphitpulvers adsorbiert werden. Auf diese Weise kann der Schwermetallgehalt im Abwasser reduziert und die Wasserqualität gereinigt werden. Gleichzeitig können auch einige organische Schadstoffe wie Farbstoffe, Pestizide, Phenolverbindungen usw. durch eine Kombination aus physikalischer und chemischer Adsorption wirksam entfernt werden.

Kontrolle der Luftverschmutzung

Auch bei der Bekämpfung der Luftverschmutzung spielt Graphitpulver eine gewisse Rolle. In einigen industriellen Abgasbehandlungsverfahren kann Graphitpulver als Adsorptionsmittel oder Katalysatorträger verwendet werden, um an der Reaktion teilzunehmen. Für schädliche Gase in der Atmosphäre, wie Schwefeldioxid (SO2), Stickoxide (NOx) usw., kann Graphitpulver durch Adsorption aus dem Abgas abgeschieden werden. Dadurch wird die Menge der Emissionen in die Atmosphäre reduziert. Gleichzeitig kann das Graphitpulver, wenn es mit einer bestimmten aktiven Katalysatorgruppe beladen ist, unter bestimmten Bedingungen auch die Umwandlung dieser schädlichen Gase katalysieren. So kann es in harmlose Stoffe oder Verbindungen umgewandelt werden, die leichter zu handhaben sind.

Verstärkungsmaterialien

Verbundwerkstoffe mit Polymermatrix

Im Bereich der Verstärkungsmaterialien kann Graphitpulver zur Herstellung von Verbundwerkstoffen mit Polymermatrix verwendet werden. Die Zugabe von Graphitpulver zu einer Polymermatrix wie Polyethylen, Polypropylen, Epoxidharz usw. kann die Eigenschaften von Verbundwerkstoffen erheblich verbessern. Gleichzeitig kann es auch die mechanischen Eigenschaften von Verbundwerkstoffen verbessern. Dazu gehören Festigkeit, Steifigkeit und Verschleißfestigkeit. Da die Flockenstruktur des Graphitpulvers die Rolle der Verstärkung und Füllung der Polymermatrix spielen kann, wird die Ausdehnung von Rissen verhindert, so dass der Verbundwerkstoff größeren äußeren Kräften standhalten und seine Lebensdauer verlängern kann.

Verbundwerkstoffe mit Metallmatrix

Sie können Graphitpulver auch zur Herstellung von Verbundwerkstoffen mit Metallmatrix verwenden. Die Reibungs- und Verschleißeigenschaften sowie die selbstschmierenden Eigenschaften von Metallwerkstoffen können durch Einbringen von Graphitpulver in die Metallmatrix verbessert werden. In Verbundwerkstoffen auf Aluminium- oder Kupferbasis und anderen Metallmatrixwerkstoffen bildet Graphitpulver beispielsweise während des Reibungsprozesses eine Schmierschicht auf der Metalloberfläche. Dies verringert den Reibungskoeffizienten, reduziert den Verschleiß und verbessert die Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit des Materials.

Bereich 3D-Druck

In 3D-Druckmaterialien können Sie Graphitpulver als Zusatzstoff oder Verstärkungsphase verwenden. Die Zugabe von Graphitpulver zu 3D-Druckmaterialien auf Kunststoffbasis kann die elektrische und thermische Leitfähigkeit des Materials verbessern. So kann es zur Herstellung von 3D-gedruckten Teilen mit elektromagnetischer Abschirmfunktion verwendet werden, wie z. B. Gehäuse für elektronische Geräte, Abschirmdeckel usw. Um den Anforderungen elektronischer Geräte gerecht zu werden, die in einer komplexen elektromagnetischen Umgebung normal funktionieren müssen.

Bleistifte herstellen

Eine der bekanntesten Verwendungen von Graphitpulver ist die Herstellung von Bleistiften. Die Hauptzusammensetzung der Bleistiftmine ist eine Mischung aus Graphitpulver und Zusatzstoffen wie Ton. Graphitpulver hat eine weiche Textur, eine gute Gleitfähigkeit und ein gutes Färbevermögen. Beim Schreiben kann es leicht klare und dauerhafte Spuren auf dem Papier hinterlassen. Durch Anpassung des Verhältnisses von Graphitpulver zu Ton können Härte und Schwärze der Bleistiftmine verändert werden, um unterschiedlichen Schreib- und Malanforderungen gerecht zu werden.

Schlussfolgerung

Von traditionellen Industrien bis hin zu aufstrebenden Technologiebereichen kann Graphitpulver die Anforderungen an die Materialleistung erfüllen. Mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technik werden die Anwendungsmöglichkeiten von Graphitpulver breiter, und es wird erwartet, dass es der Materialwissenschaft und der sozialen Entwicklung zu einem neuen Höhepunkt verhilft.