Apakah Grafit Merupakan Material Komposit?

Grafit sering digunakan sebagai fase penguat dalam persiapan bahan komposit dan memiliki berbagai macam aplikasi. Namun demikian, apakah grafit merupakan material komposit masih sering diperdebatkan. Berdasarkan definisi ilmu material, kami akan membahas komposisi dan struktur grafit dalam makalah ini. Dan memperjelas perbedaan mendasar antara grafit dan material komposit.

Analisis Material Komposit

Penjelasan Definisi

Dalam pengertian yang ketat, material komposit terdiri dari dua atau lebih material dengan sifat yang berbeda. Melalui metode fisika atau kimia, mereka membentuk material dengan sifat baru pada tingkat makro (mikro). Bahan-bahan komponen ini mempertahankan kemandirian relatifnya dalam komposit. Dan mereka bekerja sama satu sama lain untuk memberikan sifat komposit yang tidak dapat dimiliki oleh material tunggal. Seperti plastik yang diperkuat serat kaca. Serat kaca memberikan kekuatan dan kekakuan yang tinggi, sementara plastik memberikan material yang memiliki sifat mampu bentuk dan ketahanan terhadap bahan kimia yang baik. Dan mereka bergabung untuk menciptakan material komposit dengan kinerja yang sangat baik.

Karakteristik Utama

Pertama, material komposit dapat didesain. Anda dapat memilih bahan komposisi dan metode komposit yang berbeda menurut persyaratan penggunaan yang berbeda. Kemudian, Anda dapat secara akurat mengontrol performa material komposit. Kedua, komposit cenderung berkinerja lebih baik daripada superposisi sederhana dari bahan penyusunnya, yang disebut "sinergi". Selain itu, terdapat antarmuka yang jelas di antara komponen-komponen material komposit. Dan sifat-sifat antarmuka memiliki dampak penting pada keseluruhan sifat material komposit.

Eksplorasi Sifat Grafit

Pembentukan Grafit

Grafit Alami

Grafit dibentuk oleh metamorfisme bahan organik setelah waktu geologis yang panjang dan terdapat dalam batuan metamorf. Menurut bentuk kristalnya, grafit ini dibagi menjadi grafit kristal dan kriptokristalin. Yang pertama memiliki konduktivitas listrik dan pelumasan yang baik, dan yang terakhir memiliki luas permukaan spesifik yang besar.

Grafit Buatan

Dibuat dari kokas minyak bumi dan bahan mentah yang mengandung karbon lainnya dengan grafitisasi suhu tinggi. Anda dapat mengontrol kinerjanya secara akurat dengan menyesuaikan bahan baku, suhu dan waktu, dan menggunakannya secara luas dalam industri modern.

Struktur Mikro Grafit

Memiliki struktur berlapis, atom karbon dalam lapisan membentuk jaringan heksagonal dengan ikatan kovalen, dan lapisan-lapisan tersebut dihubungkan oleh gaya van der Waals. Jadi, ia memiliki konduktivitas listrik, konduktivitas termal dan pelumasan yang baik pada arah bidang.

Karakteristik Kinerja Grafit

Ini memiliki konduktivitas listrik dan termal yang sangat baik, yang merupakan bahan ideal untuk elektroda dan heat sink. Selain itu, stabilitas kimiawi yang baik dan pelumasan sendiri dapat mengurangi gesekan dan keausan komponen mekanis.

Aplikasi Grafit dalam Material Komposit

Komposit Matriks Polimer

Dalam komposit matriks polimer, menambahkan grafit dapat secara signifikan meningkatkan konduktivitas listrik, konduktivitas termal, dan sifat mekanik polimer. Contohnya, menambahkan grafit dalam jumlah yang sesuai ke plastik dapat menghasilkan produk plastik dengan sifat antistatis. Ini banyak digunakan di bidang pengemasan elektronik. Selain itu, komposit matriks polimer yang diperkuat grafit juga memiliki ketahanan aus yang baik. Dan Anda dapat menggunakannya untuk membuat komponen yang tahan aus seperti segel mekanis.

Komposit Matriks Logam

Dalam komposit matriks logam, menambahkan grafit dapat meningkatkan kinerja logam. Hal ini dapat mengurangi densitas material, dan meningkatkan ketahanan aus serta pelumasan sendiri material. Mengambil bahan komposit tinta landasan aluminium sebagai contoh, bahan ini memiliki bobot yang ringan dan performa pemrosesan aluminium yang baik, serta memiliki sifat pelumasan sendiri dari grafit. Anda dapat menggunakannya untuk membuat piston mesin dan komponen lainnya untuk meningkatkan efisiensi kerja dan masa pakai mesin.

Komposit Karbon/Karbon

Komposit karbon/karbon adalah komposit dengan serat karbon atau grafit sebagai penguat dan karbon atau grafit sebagai matriks. Material ini memiliki ketahanan guncangan termal yang baik. Grafit dalam material komposit karbon/karbon sebagai fase penguat dan sebagai fase matriks. Dengan mengontrol struktur dan kandungan grafit, Anda dapat mempersiapkannya untuk memenuhi berbagai persyaratan material komposit karbon/karbon. Dan Anda dapat menggunakannya secara luas di bidang kedirgantaraan, seperti pembuatan cakram rem pesawat terbang.

Komposit Grafena

Grafena adalah lapisan atom tunggal dari bahan dua dimensi yang dilucuti dari grafit, yang memiliki sifat mekanik, listrik, dan termal yang sangat baik. Dengan menggabungkan graphene dengan bahan lain, Anda dapat membuat komposit graphene berkinerja tinggi. Misalnya, ketika menggabungkannya dengan karet, secara signifikan dapat meningkatkan kekuatan dan ketahanan aus karet.

Komposit Matriks Keramik

Bahan keramik tradisional memiliki karakteristik kekerasan dan kerapuhan yang tinggi. Menambahkan grafit secara efektif dapat mengurangi konsentrasi tegangan di dalam keramik dan meningkatkan ketangguhan material. Jadi, Anda bisa menggunakan komposit matriks keramik yang diperkuat grafit untuk membuat pelapis tungku suhu tinggi, alat pemotong, dll.

Komposit Matriks Kaca

Menambahkan grafit ke dalam komposit matriks kaca membuatnya memiliki konduktivitas dan pelumasan sendiri. Anda bisa menggunakan bahan komposit ini untuk membuat produk kaca khusus, misalnya kaca dengan fungsi anti-kabut dan anti-statis.

Komposit Matriks Karet

Mengisi komposit matriks karet dengan grafit dapat membuatnya memiliki konduktivitas listrik dan ketahanan aus yang baik. Menambahkan grafit ke karet dapat membuat produk karet anti-statis, seperti ban berjalan yang digunakan di tambang batu bara. Hal ini secara efektif dapat mencegah kecelakaan keselamatan yang disebabkan oleh listrik statis.

Komposit Matriks Semen

Pada komposit berbasis semen, penambahan grafit dapat meningkatkan konduktivitas dan sifat mekanis semen. Melalui pemanasan listrik, dapat mencairkan salju dan es di jalan, sehingga Anda dapat menggunakannya untuk membuat bahan pengaspalan jalan

Kesimpulan

Singkatnya, grafit adalah bahan kristal berlapis yang terdiri dari unsur karbon, yang merupakan bahan komponen tunggal dan bukan bahan komposit. Namun demikian, grafit memainkan peran yang tidak terpisahkan dalam bidang material komposit. Grafit dapat secara signifikan meningkatkan sifat material komposit dengan menggabungkannya dengan material lain, dan menciptakan material baru dengan sifat komprehensif yang sangat baik. Jika Anda perlu membeli bahan grafit, hubungi kami sekarang.