Semua Tentang Grafit Karbon

Apa yang dimaksud dengan grafit karbon?

Grafit karbon adalah bahan penting dalam bidang ilmu material. Ini adalah produk karbon yang digabungkan dengan grafit dalam bentuk khusus dan merupakan anggota utama dari banyak bahan grafit. Dari sudut pandang mikroskopis, atom-atom di dalamnya dihubungkan oleh ikatan dengan cara yang unik untuk membentuk struktur grafit karbon yang kompleks dan teratur. Struktur ini memberikan performa yang istimewa. Rumus molekulnya mencerminkan posisi dominan unsur karbon di dalamnya. Dan karbon terjalin satu sama lain dalam berbagai bentuk ikatan kimia dan struktur grafit. Dengan demikian membentuk apa yang kita sebut sebagai grafit karbon, kandungan karbon dan bentuk grafit yang ada memiliki dampak penting pada sifat-sifatnya.

Jenis yang berbeda

Jenis bahan grafit karbon sangat kaya dan bervariasi. Menurut kemurniannya, ini dapat dibagi menjadi grafit karbon murni dan grafit karbon biasa yang mengandung pengotor.

Dari perspektif struktur mikro, grafit karbon dengan struktur kisi yang berbeda akan menyebabkan perubahan pada sifat fisik dan kimianya.

Dalam bentuk makroskopis, selain batang grafit karbon yang umum, terdapat pula bahan karbon dengan bentuk yang berbeda-beda, misalnya, pelat dan balok.

Selain itu, menurut proses produksi yang berbeda, dapat dibagi menjadi perlakuan khusus dan perlakuan non-khusus.

Grafit karbon dengan proses yang berbeda memiliki sifat dan aplikasi yang berbeda. Sama seperti bahan grafit yang berbeda akan menghasilkan jenis yang unik setelah pemrosesan khusus dan fusi karbon.

Apa nilai yang dimaksud?

Tingkatan grafit karbon dirinci. Di satu sisi, kemurnian merupakan dasar penting untuk penilaian. Grafit karbon bermutu tinggi biasanya memiliki kandungan karbon yang sangat tinggi, mendekati kondisi murni karbon. Dan kandungan pengotornya sangat rendah. Di sisi lain, keteraturan dan keseragaman strukturnya juga berdampak signifikan pada level. Grafit karbon tingkat lanjut lebih teratur dan tertib dalam pengaturan atom internal dan distribusi ikatan. Hal ini membuatnya bekerja dengan baik dalam pengaturan aplikasi kelas atas yang membutuhkan kualitas material yang ketat. Seperti kedirgantaraan, elektronik kelas atas, dll. Nilai yang lebih rendah mungkin lebih cocok untuk beberapa skenario industri dengan persyaratan kinerja yang relatif rendah.

Proses pemesinan

Pemrosesan grafit karbon adalah proses yang kompleks dan beragam. Pada tahap awal pemrosesan, bahan baku perlu disaring dan diolah terlebih dahulu untuk memastikan kualitasnya. Metode pemrosesan meliputi ekstrusi, pencetakan, pembubutan, penggilingan, dan proses lainnya. Misalnya, bahan grafit karbon dapat diperas menjadi produk strip panjang dengan bentuk penampang tertentu. Dalam proses pencetakan, bagian grafit karbon dengan berbagai bentuk kompleks dapat diproduksi sesuai dengan bentuk cetakan. Dalam proses pengolahan, kita juga perlu mempertimbangkan kekerasan, kerapuhan, dan karakteristik lainnya. Selain itu, kita perlu memilih alat dan parameter pemrosesan yang sesuai untuk memastikan akurasi pemesinan dan kualitas produk.

Sifat-sifat grafit karbon

Sifat fisik: Memiliki konduktivitas yang baik, karena karbon dan grafit sendiri memiliki konduktivitas yang baik. Dan mekanisme konduktifnya terkait dengan pergerakan elektron bebas di dalamnya. Dari segi sifat termal, ia memiliki konduktivitas termal tertentu dan dapat mentransfer panas sampai batas tertentu. Konduktivitas termalnya terkait dengan struktur dan komposisi grafit karbon. Dalam hal kepadatan, Tentang kepadatan grafit karbon, kisaran yang biasa adalah antara 2,09-2,33 g / cm3. Selain itu, ia juga memiliki kekerasan dan ketahanan aus tertentu, sehingga dapat mempertahankan kinerja yang baik di beberapa lingkungan yang perlu menanggung gesekan.

Sifat kimia: Memiliki stabilitas relatif dalam kimia, dan pada suhu kamar. Dapat menahan erosi dari banyak bahan kimia. Namun demikian, reaksi kimia juga dapat terjadi dalam kondisi tertentu seperti suhu tinggi, asam kuat dan alkali kuat. Sebagai contoh, dalam lingkungan aerobik bersuhu tinggi, grafit karbon bereaksi dengan oksigen. Keseimbangan stabilitas kimiawi dan aktivitas reaktif ini merupakan dasar penting untuk aplikasinya di berbagai lingkungan kimiawi. Dan salah satu karakteristik penting dari diferensiasinya dari bahan lain.

Penggunaan grafit karbon

Bidang elektroda: Dalam industri aluminium elektrolitik, aluminium bertindak sebagai bahan anoda. Ini dapat menahan lingkungan elektrolitik suhu tinggi dan korosi yang kuat, dan memastikan kelancaran proses elektrolitik. Di bidang pembuatan baja eaf, grafit karbon juga banyak digunakan dalam pembuatan batang elektroda. Konduktivitas dan stabilitas kimianya yang baik dapat secara efektif menghantarkan arus dan menyelesaikan peleburan baja bekas.

Industri metalurgi: Dalam tungku metalurgigrafit karbon dapat digunakan sebagai bahan pelapis. Ini dapat menahan erosi dan erosi lelehan logam suhu tinggi. Dan pada saat yang sama, ia menggunakan konduktivitas termalnya yang baik untuk membantu pembuangan panas tungku, untuk menjaga stabilitas suhu di dalam tungku. Selain itu, dalam proses peleburan beberapa logam khusus, juga dapat digunakan sebagai agen pereduksi untuk berpartisipasi dalam reaksi kimia untuk mempromosikan ekstraksi logam.

Industri elektronik: Karena konduktivitas dan kemampuan mesinnya yang sangat baik, grafit karbon digunakan untuk membuat komponen elektronik. Seperti heat sink transistor, substrat sirkuit terpadu, anoda grafit tabung elektron, dll. Dalam pembuatan semikonduktor, ini juga dapat digunakan sebagai bahan khusus untuk mengontrol difusi pengotor dan manajemen panas. Yang umum terlihat di sini adalah elemen pemanas grafit, cawan lebur, cetakan sintering, dll.

Industri baterai: Grafit karbon bubuk adalah salah satu bahan elektroda negatif yang umum digunakan untuk produksi baterai lithium-ion. Konduktivitas dan stabilitasnya yang sangat baik secara efektif meningkatkan efisiensi pengisian dan pengosongan baterai serta memperpanjang masa pakainya.

Bidang mekanik: Pelumasan sendiri dan ketahanan aus membuatnya banyak digunakan di bidang permesinan. Sebagai contoh, pada beberapa peralatan mekanis berkecepatan tinggi, penggunaan grafit karbon sebagai bantalan, seal, poros, cincin, dan bagian lainnya dapat mengurangi gesekan dan keausan. Hal ini meningkatkan efisiensi operasi dan umur peralatan.

Perbandingan: karbon vs grafit

Dari segi struktur, grafit memiliki struktur berlapis heksagonal yang teratur, dengan gaya van der Waals yang lebih lemah di antara lapisannya. Struktur karbon relatif kompleks, karena berubah tergantung pada bentuk dan kandungan karbon. Sebagai contoh, alotropnya, intan, adalah struktur tetrahedral yang teratur.

Dari segi sifat, sifat kimiawi karbon relatif lincah, sedangkan grafit relatif stabil.

Dalam hal aplikasi, grafit dapat digunakan sebagai bahan elektroda, pelumas dalam industri kimia, dan industri metalurgi. Karbon banyak digunakan dalam bahan bakar, industri kimia, material komposit, dan bidang kedirgantaraan.

Faktor harga

Harga grafit karbon dipengaruhi oleh berbagai faktor. Kemurnian adalah faktor utama. Grafit karbon murni dengan kemurnian tinggi seringkali lebih tinggi karena proses pembuatannya yang kompleks dan kebutuhan bahan baku yang tinggi. Kompleksitas proses produksi juga memiliki dampak yang signifikan terhadap harga. Seperti harga produk yang dihasilkan oleh teknologi pemrosesan yang canggih. Dan teknologi perlakuan khusus akan lebih tinggi daripada yang dihasilkan oleh teknologi biasa.

Biaya bahan baku juga merupakan faktor kunci. Jika sumber bahan baku karbon langka atau mahal, maka harga akan meningkat. Selain itu, hubungan penawaran dan permintaan pasar memiliki efek langsung pada harga. Pada saat yang sama, spesifikasi produk dan tingkat kualitas juga akan mempengaruhi harga. Produk grafit karbon berkualitas tinggi dan presisi tinggi biasanya lebih mahal.

Kesimpulan

Singkatnya, grafit karbon, sebagai bahan yang unik, menggabungkan karakteristik karbon dan grafit. Ini memiliki struktur yang kompleks, beragam jenis, nilai yang berbeda, persyaratan pemrosesan khusus, sifat fisik dan kimia yang unik, dan berbagai bidang aplikasi. Jadi ini menempati posisi penting di bidang material, layak untuk penelitian dan aplikasi mendalam kami.