Warum wird Graphit als Schmiermittel verwendet? 

Graphit ist ein Kohlenstoffmineral, das in verschiedenen Industriezweigen verwendet wurde. Seine einzigartigen Eigenschaften machen es zu einer vielseitigen Verbindung. In diesem Beitrag erfahren wir, was Graphit zu einem hervorragenden Schmiermittel macht. Fangen wir also ohne Verzögerung damit an.

Was ist Graphit?

Graphit-Struktur

Graphit ist eine kristalline Form von Kohlenstoff, die in einer hexagonalen Gitterstruktur dicht gepackt ist. Jede hexagonale Gitterschicht besteht aus eng miteinander verbundenen Kohlenstoffatomen, und alle Schichten selbst werden durch schwache van-der-Waals-Kräfte zusammengehalten, was dem Graphit seine Schmiereigenschaften verleiht.

Natürlicher und synthetischer Graphit

Graphit kommt in der Natur in metamorphen Gesteinen vor und bildet sich auf natürliche Weise. Seine Dichte liegt in der Regel zwischen 2,09-2,23 g/cm³, sein Schmelzpunkt liegt bei 3652℃ und sein Siedepunkt bei 4827℃. Daher hat Naturgraphit eine gute Stabilität bei hohen Temperaturen und unter extremen Bedingungen.
Synthetischer Graphit wird in der Regel durch Verformung von Kohlenstoffmaterialien wie Petrolkoks bei hohen Temperaturen hergestellt. Die daraus hergestellten Produkte mit hohem Reinheitsgrad und hoher Festigkeit finden beispielsweise in der Industrie breite Verwendung.

Eigenschaften von Graphit

Eine der herausragenden Eigenschaften von Graphit ist seine elektrische Leitfähigkeit, die ihn für den Einsatz in Batterien, Elektroden und anderen elektronischen Geräten sehr geeignet macht. Die delokalisierten Elektronen in seinen Schichten tragen zu einer effizienten Elektronenbewegung bei.
Darüber hinaus eignet es sich aufgrund seiner hervorragenden Hitzebeständigkeit für Hochtemperaturanwendungen wie Schmiermittel und Wärmemanagementsysteme.
Aufgrund seiner Eigenschaften wie hohe mechanische Festigkeit, geringes Gewicht sowie Hitze- und Chemikalienbeständigkeit wird Graphit häufig in verschiedenen Branchen wie der Elektronik-, Automobil- und Luftfahrtindustrie eingesetzt.

Graphit als Schmiermittel

Auf dem Markt sind verschiedene Arten von Graphitschmierstoffen erhältlich. Haben Sie sich jemals gefragt, warum Graphit als Schmiermittel verwendet wird? Welche Eigenschaften machen ihn zu einem idealen Schmierstoff?

Graphit ist ein kristallines Kohlenstoff mit einer geschichteten Struktur. In allen Schichten sind die Kohlenstoffatome in einem hexagonalen Gitter angeordnet. 

Obwohl diese Atome starke Bindungen haben, sind die Kräfte zwischen den Schichten schwach. Daher gleiten sie ohne nennenswerten Widerstand übereinander. Diese molekulare Struktur von Graphit macht ihn zu einem hervorragenden Schmiermittel.

Einige weitere Gründe, die Graphit zu einem idealen Schmierstoff machen, sind:

Keine klebrigen Rückstände

Mehrere Branchen bevorzugen Graphit gegenüber Schmierstoffen auf Ölbasis. Ein Hauptgrund dafür ist, dass es keine klebrigen Rückstände hinterlässt. Im Gegensatz zu Fetten und Ölen ist Graphit ein Trockenschmierstoff. Er besteht aus feinen Graphitflocken.

Außerdem enthalten Graphitschmierstoffe weder Öl noch Fett. Daher ziehen sie weder Staub noch Schmutz an.

Ausdauer bei hohen Temperaturen

Ein weiterer Faktor, der es zu einem ausgezeichneten Schmiermittel macht, ist seine hohe Temperaturstabilität. Es kann extremen Temperaturen standhalten, ohne seine Schmierfähigkeit zu verlieren.

Einige feste Stoffe auf Graphitbasis Schmiermittel bestehen aus amorphem Siliziumdioxid und Aluminiumdihydrogenphosphat. Ihre tribologischen Eigenschaften gewährleisten den Schutz vor Verschleiß.

In erster Linie verwenden Industrien, die sich mit dem Schmieden von Metallen und der Stahlherstellung beschäftigen, solche Schmiermittel.

Dauerhaftigkeit

Schmierstoffe auf Graphitbasis verschlechtern sich auch in einer Hochdruckatmosphäre nicht. Ihre Leistung nimmt auch in großen Höhen und unter rauen Bedingungen nicht ab.

Daher verwenden Luft- und Raumfahrtingenieure sie auch zur Schmierung von Rädern, Ketten, Rollen, Förderbändern und Dichtungen.

Selbstschmierend

Wie bereits erwähnt, gleiten die Schichten eines Graphitschmierstoffs übereinander. Daher wird er zu einem selbstschmierenden Mittel.

Wenn Sie es auf ein Objekt auftragen, bildet es eine dünne Schicht. Aufgrund der selbstschmierenden Eigenschaften müssen Sie es nicht häufig neu auftragen.

Ingenieure verwenden Graphitschmiermittel in Düsentriebwerken. Das Schmiermittel hilft den Triebwerken, sich bei hoher Geschwindigkeit zu drehen, ohne dass Reibung entsteht.

Ölschmierstoffe können in solchen Situationen nicht funktionieren, da ihnen selbstschmierende Materialien fehlen.

Einfaches Mischen mit Lösungsmitteln

Graphit lässt sich leicht mischen Schmiermittel mit Lösungsmitteln. Sie können Graphit mit einem verdampfenden Lösungsmittel kombinieren, um seine Effizienz und seinen Anwendungsbereich zu verbessern.

Sie können diese Mischung auf jede Maschine auftragen. Das Lösungsmittel verdunstet in ein oder zwei Minuten und hinterlässt einen lang anhaltenden Schutzfilm.

Diese gemischten Schmiermittel schmieren Stellen, die mit normalen Schmiermitteln auf Ölbasis nicht erreicht werden können. In der Regel werden sie in Sprayform angeboten.

Nicht-reaktiv gegenüber Chemikalien

Aufgrund seiner stabilen, nicht-metallischen Kohlenstoffstruktur reagiert Graphit mit den meisten Chemikalien nicht. Daher können Sie einen Schmierstoff auf Graphitbasis in einer Atmosphäre verwenden, die Chemikalien ausgesetzt ist.

Korrosionsbeständigkeit

In der Umgebung von chemischen Medien kann es der Korrosion der meisten Chemikalien widerstehen. Daher können Sie es zur Schmierung in korrosiven Medien wie Säuren und Laugen verwenden.

Verwendungszwecke von Graphitschmierstoffen

• Ein Schmiermittel aus Graphit hat mehrere Vorteile. Einige seiner Anwendungen sind:
• Trockenes Graphitschmiermittel befeuchtet Förderbänder, Maschinen und Druckgussformen.
• In der Automobilindustrie verwenden die Ingenieure dieses Schmiermittel zur Befeuchtung von Motorkomponenten.
• Auch Bergleute verwenden Graphitschmierstoffe, um ihre Bergbauausrüstung und Maschinen zu schmieren.
• Der Schmierstoff wird auch in der Bauindustrie zur Schmierung schwerer Maschinen verwendet.
• Luft- und Raumfahrtingenieure verwenden Graphitschmierstoffe in Flugzeugteilen und Mechanismen von Fahrwerken.

Vorteile von Graphit als Schmiermittel

Niedriger Reibungskoeffizient

Graphit hat einen extrem niedrigen Reibungskoeffizienten, der den Verschleiß an beweglichen Teilen verringert. Diese Eigenschaft minimiert den Energieverlust in Maschinen, was die Effizienz verbessert.

Chemische Beständigkeit

Graphit ist chemisch inert, d. h. er reagiert mit den meisten Substanzen nicht. Diese Stabilität verhindert den Abbau im Laufe der Zeit, gewährleistet eine lang anhaltende Schmierung und verringert den Wartungsbedarf.

Kosteneffizienz

Graphit ist oft wirtschaftlicher als synthetische Alternativen. Aufgrund seiner Langlebigkeit muss er seltener neu aufgetragen werden, was langfristig zu Kosteneinsparungen führt.

Elektrische Leitfähigkeit

Die elektrische Leitfähigkeit von Graphit ist bei bestimmten Anwendungen von Vorteil, da es sowohl als Schmiermittel als auch als elektrischer Leiter verwendet werden kann, insbesondere in elektronischen Bauteilen.

Nachteile des Graphitschmierstoffs

Geringe mechanische Festigkeit, z. B. bei Hochgeschwindigkeitsgeräten, die leicht verschleißen oder abfallen können.

Akkumulationsproblem: Als Trockenschmiermittel kann es sich leicht auf der Oberfläche von mechanischen Geräten ablagern und ist nicht leicht zu reinigen.

Umweltverschmutzung, pulverförmige Chemikalien können eine gewisse Verschmutzung der Umwelt verursachen.

wie man Graphitschmiermittel verwendet？

Es kann direkt auf die rotierenden oder gleitenden Teile der mechanischen Ausrüstung aufgetragen und je nach Menge verwendet werden. Es kann auch dem ursprünglichen Schmiermittel zur kombinierten Verwendung hinzugefügt werden. Schließlich kann Graphitschmierstoff direkt in Wasser oder emulgierte Flüssigkeit zur Verwendung hinzugefügt werden.

Schlussfolgerung

Alles in allem können wir sagen, dass Graphit ein hervorragender Schmierstoff ist. Er bietet zahlreiche Vorteile gegenüber herkömmlichen öl- und fettbasierten Schmierstoffen.

Graphitschmierstoffe werden in erster Linie in trockener Form hergestellt und sind vielseitig einsetzbar. Ihre Eigenschaften machen sie zu einer praktischen Wahl für die Luft- und Raumfahrt, das verarbeitende Gewerbe und die chemische Industrie.