Τι είναι ο κολλοειδής γραφίτης;

Στον τομέα της επιστήμης των υλικών, ο κολλοειδής γραφίτης ξεχωρίζει με τις μοναδικές του ιδιότητες και την ευρεία εφαρμογή του. Και έχει γίνει το επίκεντρο της επιστημονικής έρευνας και της μηχανικής. Είναι διαφορετικός από τον παραδοσιακό γραφίτη και άλλα υλικά από το μικρο έως το μακρο και είναι απαραίτητος στη σύγχρονη βιομηχανία και σε τομείς υψηλής τεχνολογίας. Η βαθιά κατανόησή του ευνοεί τη χρήση του υλικού και μπορεί επίσης να αποτελέσει πηγή έμπνευσης για την έρευνα και την ανάπτυξη νέων υλικών.

Βασικός ορισμός και σύνθεση του κολλοειδούς γραφίτη

Ο κολλοειδής γραφίτης είναι ουσιαστικά ένα κολλοειδές σύστημα γραφίτη υψηλής διασποράς, αποτελούμενο από σωματίδια γραφίτη ομοιόμορφα διασκορπισμένα σε ένα ειδικό μέσο διασποράς. Ο γραφίτης είναι μια διεσπαρμένη φάση και το μέσο διασποράς είναι νερό, οργανικοί διαλύτες κ.λπ.

Ως αλλότριο του άνθρακα, ο γραφίτης έχει στρωματοποιημένη δομή, τα άτομα άνθρακα στο στρώμα σχηματίζουν ένα εξαγωνικό επίπεδο δίκτυο με ομοιοπολικούς δεσμούς. Και στα στρώματά του επενεργούν ασθενείς δυνάμεις van der Waals. Αυτό προσδίδει στον γραφίτη μοναδικές ιδιότητες και θέτει τα θεμέλια για τις επιδόσεις του κολλοειδούς γραφίτη. Στον κολλοειδή γραφίτη, το μέγεθος των σωματιδίων γραφίτη είναι στην κατηγορία των κολλοειδών 1-1000 νανομέτρων. Μετά από ειδική επεξεργασία και διαδικασία διασποράς, το σταθερό εναιώρημα σχηματίζει ένα ομοιόμορφο και σταθερό διάλυμα ή εναιώρημα. Αυτό συνδυάζει τα χαρακτηριστικά του γραφίτη και τις ειδικές ιδιότητες του κολλοειδούς, παρέχοντας τη δυνατότητα για πολλούς τομείς εφαρμογής.

Μοναδικές ιδιότητες του κολλοειδούς γραφίτη

Ηλεκτρική αγωγιμότητα

Ο γραφίτης έχει στρωματοποιημένη δομή και οι ομοιοπολικοί δεσμοί μεταξύ των ατόμων άνθρακα κάνουν κάθε στρώμα να έχει ελεύθερα κινούμενα ηλεκτρόνια σθένους. Αυτό είναι παρόμοιο με το αέριο ελεύθερων ηλεκτρονίων των μετάλλων, γεγονός που του προσδίδει καλή ηλεκτρική αγωγιμότητα. Μετά το κολλοειδές, ακόμη και αν τα σωματίδια είναι διασκορπισμένα, τα ελεύθερα ηλεκτρόνια μπορούν ακόμη να μεταφέρουν φορτίο μεταξύ των σωματιδίων και των ιόντων του μέσου διασποράς. Αυτό επιτρέπει στον κολλοειδή γραφίτη να διατηρεί εξαιρετική ηλεκτρική αγωγιμότητα στο σύνολό του. Και μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε ευρέως στην κατασκευή αγώγιμων επικαλύψεων, υλικών ηλεκτροδίων και άλλων ηλεκτρονικών πεδίων.

Λιπαρότητα

Λόγω της στρωματοειδούς δομής του γραφίτη, η δύναμη van der Waals μεταξύ των στρωμάτων είναι ασθενής. Κάθε στρώμα ολισθαίνει εύκολα σχετικά, το οποίο λιπαίνεται φυσικά, και ο κολλοειδής γραφίτης διατηρεί επίσης αυτό το χαρακτηριστικό. Κατά την εφαρμογή του στην επιφάνεια τριβής, τα σωματίδια γραφίτη σχηματίζουν ένα λιπαντικό φιλμ, μειώνοντας τον συντελεστή τριβής και φθοράς. Η υψηλή διασπορά του μπορεί να κατανεμηθεί ομοιόμορφα σε πολύπλοκες επιφάνειες, παρέχοντας ολοκληρωμένη και διαρκή λίπανση. Και έχει σημαντικά πλεονεκτήματα σε ειδικές μηχανικές συνθήκες, όπως υψηλή θερμοκρασία και υψηλό φορτίο.

Θερμική σταθερότητα

Ο γραφίτης είναι ένα υλικό ανθεκτικό σε υψηλές θερμοκρασίες. Ακόμη και σε θερμοκρασίες χιλιάδων βαθμών Κελσίου, η κρυσταλλική δομή του παραμένει σχετικά σταθερή. Αφού γίνει κολλοειδής γραφίτης, μπορεί να διατηρήσει σταθερή απόδοση εφόσον το μέσο διασποράς μπορεί να αντέξει την αντίστοιχη θερμοκρασία. Έτσι, μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε σε σενάρια με υψηλές απαιτήσεις θερμικής σταθερότητας. Όπως η σφράγιση φούρνων υψηλής θερμοκρασίας και η απαγωγή θερμότητας εξοπλισμού υψηλής θερμοκρασίας.

Σταθερότητα διασποράς

Με τη βοήθεια της ειδικής διαδικασίας διασποράς και του κατάλληλου διασκορπιστικού, τα σωματίδια γραφίτη μπορούν να διασκορπιστούν ομοιόμορφα και σταθερά στο μέσο διασποράς. Και δεν μπορούν να συσσωματωθούν και να καθιζάνουν για μεγάλο χρονικό διάστημα, γεγονός που εξασφαλίζει ότι η απόδοση του κολλοειδούς γραφίτη είναι σταθερή κατά την αποθήκευση και τη χρήση. Είναι βολικό για επικάλυψη, ψεκασμό και άλλες εργασίες επεξεργασίας και μπορεί να συνδεθεί ομοιόμορφα σε διάφορες επιφάνειες μήτρας. Για να σχηματίσει μια επίστρωση ή ένα φιλμ με ομοιόμορφη απόδοση και να ικανοποιήσει τις ανάγκες ομοιομορφίας του υλικού σε διάφορα σενάρια.

Πώς γίνεται κολλοειδής γραφίτης;

Μέθοδος μηχανικής λείανσης

Αυτή είναι μια κοινή διαδικασία για την παρασκευή κολλοειδούς γραφίτη. Μέσω του σφαιρόμυλου, του μύλου άμμου και άλλου εξοπλισμού, μακροχρόνια άλεση των πρώτων υλών γραφίτη και θραύση των μεγάλων σωματιδίων σταδιακά στο εύρος μεγέθους κολλοειδούς. Κατά τη διάρκεια της άλεσης, η προσθήκη κατάλληλης ποσότητας διασκορπιστικού και βοηθητικού υλικού άλεσης μπορεί να αποτρέψει την επανένωση των σωματιδίων γραφίτη και να βελτιώσει την αποτελεσματικότητα της άλεσης. Ο εξοπλισμός του είναι απλός, το κόστος δεν είναι υψηλό, οπότε είναι κατάλληλο για παραγωγή μεγάλης κλίμακας. Ωστόσο, η διαδικασία άλεσης είναι εύκολο να αναμειχθούν ακαθαρσίες, οι οποίες θα επηρεάσουν την καθαρότητα και την απόδοση του κολλοειδούς γραφίτη. Και είναι δύσκολο να ελεγχθεί με ακρίβεια η κατανομή μεγέθους των σωματιδίων γραφίτη, με αποτέλεσμα την άνιση ποιότητα του προϊόντος.

Μέθοδος διασποράς υπερήχων

Αυτό χρησιμοποιείται για τη διασπορά σωματιδίων γραφίτη μέσω σπηλαίωσης υπερήχων. Όταν το υπερηχητικό κύμα διαδίδεται στο μέσο διασποράς, θα δημιουργήσει περιοχές υψηλής και χαμηλής πίεσης για να σχηματίσει φυσαλίδες σπηλαίωσης. Οι φυσαλίδες καταρρέουν γρήγορα υπό υψηλή πίεση, δημιουργώντας κρουστικά κύματα και μικροπίδακες. Αυτό ασκεί ισχυρή διατμητική δύναμη στα σωματίδια γραφίτη, προκαλώντας τη διάσπασή τους και την ομοιόμορφη διασπορά τους. Η μέθοδος μπορεί να επιτύχει διασπορά υψηλής απόδοσης σε σύντομο χρονικό διάστημα και να λάβει κολλοειδή γραφίτη με στενή κατανομή μεγέθους σωματιδίων. Ωστόσο, το κόστος του εξοπλισμού είναι υψηλό, η απόδοση είναι χαμηλή και υπάρχουν ορισμένοι περιορισμοί στη μαζική παραγωγή.

Μέθοδος χημικής απολέπισης

Η μέθοδος αυτή καταστρέφει ή αποδυναμώνει τον χημικό δεσμό μεταξύ των στρωμάτων γραφίτη μέσω χημικής αντίδρασης. Έτσι, η δομή των στρωμάτων γραφίτη απογυμνώνεται για να σχηματιστεί ένα φύλλο γραφενίου ενός ή πολλών στρωμάτων. Και στη συνέχεια διασκορπίζεται σε κολλοειδή γραφίτη στο μέσο διασποράς. Η συνήθης μέθοδος είναι η REDOX. Πρώτον, οξείδωση γραφίτη με έναν ισχυρό οξειδωτικό παράγοντα, εισάγοντας λειτουργικές ομάδες που περιέχουν οξυγόνο για την αύξηση της απόστασης μεταξύ των στρώσεων. Και στη συνέχεια απομάκρυνση των λειτουργικών ομάδων με αντίδραση αναγωγής για να προκύψει γραφένιο. Αυτή η μέθοδος μπορεί να ελέγξει με ακρίβεια τον αριθμό και το μέγεθος των στρωμάτων γραφίτη και ο κολλοειδής γραφίτης που παρασκευάζεται είναι υψηλής ποιότητας και εξαιρετικής απόδοσης. Ωστόσο, η διαδικασία είναι περίπλοκη, τα χημικά αντιδραστήρια ενέχουν τον κίνδυνο ρύπανσης του περιβάλλοντος και το κόστος παραγωγής είναι υψηλό.

Πεδία εφαρμογής του κολλοειδούς γραφίτη

Ηλεκτρονικό πεδίο

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ευρέως τον κολλοειδή γραφίτη στον ηλεκτρονικό τομέα λόγω της εξαιρετικής ηλεκτρικής αγωγιμότητας και της δυνατότητας κατεργασίας του. Για παράδειγμα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή αγώγιμου μελανιού. Με την τεχνολογία εκτύπωσης στο υπόστρωμα για την παραγωγή κυκλωμάτων, ηλεκτροδίων και άλλων εξαρτημάτων, εφαρμόζεται σε εύκαμπτες ηλεκτρονικές συσκευές και άλλα προϊόντα. Μπορείτε επίσης να το χρησιμοποιήσετε ως πρόσθετο ηλεκτρονικής συσκευασίας για τη βελτίωση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας και της απαγωγής θερμότητας. Και εξασφαλίζει επίσης τη σταθερή λειτουργία του ηλεκτρονικού εξοπλισμού.

Τομέας Μηχανολόγων Μηχανικών

Στον τομέα της μηχανολογίας, μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε ως λιπαντικό και υλικό επικάλυψης ανθεκτικό στη φθορά. Για τα μέρη τριβής του εξοπλισμού, μπορεί να μειώσει την τριβή, να μειώσει τη φθορά και να βελτιώσει την απόδοση και τη διάρκεια ζωής. Η επικάλυψή του στην επιφάνεια των εξαρτημάτων μπορεί να σχηματίσει μια επίστρωση ανθεκτική στη φθορά, η οποία ενισχύει τη σκληρότητα και την αντοχή στη φθορά. Ιδιαίτερα κατάλληλο για υψηλή θερμοκρασία, υψηλό κενό και άλλο ειδικό μηχανικό περιβάλλον.

Ενεργειακό πεδίο

Στον τομέα της ενέργειας, παίζει βασικό ρόλο στις μπαταρίες και τις ηλιακές κυψέλες. Ως υλικό αρνητικού ηλεκτροδίου στις μπαταρίες ιόντων λιθίου, ευνοεί τη δραστηριότητα των ιόντων λιθίου και βελτιώνει τη φόρτιση και την εκφόρτιση και τη διάρκεια ζωής του κύκλου. Μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε για την παρασκευή διαφανών αγώγιμων ηλεκτροδίων σε ηλιακές κυψέλες για τη βελτίωση της απόδοσης της φωτοηλεκτρικής μετατροπής. Και μπορείτε επίσης να το χρησιμοποιήσετε σε υπερπυκνωτές, οι οποίοι βελτιώνουν τις επιδόσεις αποθήκευσης ενέργειας.

Άλλα πεδία

Στην αεροδιαστημική, λόγω της καλής θερμικής σταθερότητας και λίπανσης, μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε για τη λίπανση εξαρτημάτων υψηλής θερμοκρασίας του κινητήρα και τη θερμική προστασία των αεροσκαφών. Στη βιοϊατρική, αντιμετωπίζεται ως φορέας φαρμάκων. Επίσης, στον κατασκευαστικό τομέα, μπορείτε να το προσθέσετε στο χρώμα, προσδίδοντάς του ηλεκτρική αγωγιμότητα και αντιστατικές ιδιότητες, αποτρέποντας την προσρόφηση σκόνης.

Συμπέρασμα

Ο κολλοειδής γραφίτης έχει μοναδικές ιδιότητες και ευρείες προοπτικές εφαρμογής. Και διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην ηλεκτρονικά, μηχανημάτων, ενέργειας και άλλων τομέων λόγω των πλεονεκτημάτων της ηλεκτρικής αγωγιμότητας και της λιπαντικότητας. Μπορεί να παρασκευαστεί με μηχανική λείανση και άλλες διεργασίες για να καλύψει διαφορετικές ανάγκες. Με την ανάπτυξη της επιστήμης και της τεχνολογίας, η διαδικασία παρασκευής του θα βελτιστοποιείται συνεχώς και θα έχει περισσότερες εφαρμογές.

Εάν θέλετε να αγοράσετε κολλοειδή γραφίτη, επικοινωνήστε μαζί μας τώρα.