Sifat-sifat Grafit

Pendahuluan

Mengapa grafit itu istimewa, apakah ia istimewa? Kuat dan licin. Mengalirkan listrik dengan mudah. Dan tahan terhadap korosi suhu tinggi. Anda akan mempelajari lebih lanjut tentang sifat-sifat grafit di sini. Kita akan melihat lebih dekat dari sudut pandang apa yang membuat grafit menjadi bahan yang sempurna untuk penggunaan mesin. Jika Anda ingin mengetahui bagaimana grafit membantu para insinyur, teruslah membaca.

Memahami Sifat Fisik Grafit!

Grafit terbuat dari karbon. Lapisannya lembut, dan mudah digerakkan. Tiap lapisannya datar. Sifat grafit termasuk bobotnya yang ringan, sekitar 2,26 g/cm³. Anda dapat menjangkau dan menyentuhnya dan itu licin. Begitulah cara yang digunakan untuk memindahkan listrik melaluinya. Grafit juga digunakan dalam baterai dan pensil.

Tidak hanya meleleh hanya pada suhu super panas 3550°C, tetapi juga sangat kuat. Hal istimewa inilah yang membuatnya bagus di dalam mesin. Grafit berbeda dengan berlian tetapi cukup berguna. Karbon juga bisa berada dalam nuansa yang berbeda dari karbon; keduanya adalah karbon tetapi cara kerjanya berbeda.

Sifat-sifat Kimia Grafit!

- Kelambanan Tinggi

Grafit tidak mudah berubah. Sebagian besar bahan kimia tidak berubah. Elektron yang berada di atom karbon dalam grafit sangat kuat. Grafit aman karena tersusun berlapis-lapis. tidak menimbulkan korosi dalam asam atau basa. Di sisi lain, Anda dapat menggunakan grafit di pabrik-pabrik dan dapat bekerja pada suhu 3600°C!

Inilah sebabnya mengapa ini bagus untuk mesin-mesin besar. Ini bekerja untuk suhu yang sangat tinggi dan Anda dapat mempercayainya. Dalam reaktor nuklir, grafit juga kuat. Anda akan menemukan bahwa bahan ini bertahan lebih lama daripada bahan lainnya. Beginilah caranya Jinsun Carbon membuat elektroda grafit yang masih dapat bekerja di pabrik dalam kondisi panas tinggi, untuk waktu yang lama.

- Ketahanan Oksidasi

Grafit itu tangguh. Tidak akan patah saat panas. Di bawah 600°C tidak bereaksi dengan oksigen. Artinya aman untuk pabrik. Ini digunakan dalam kiln (jika Anda menggunakannya untuk membuat elektroda).

Sifat grafit termasuk kekuatannya ketika benda menjadi panas. Hal itu karena grafit melindungi dirinya sendiri agar tidak rusak dan bertahan lebih lama. Di pabrik logam yang panasnya sangat tinggi, Anda ingin menggunakannya. Semuanya tetap aman dan kuat. Jinsun Carbon menyediakan elektroda grafit untuk pabrik logam yang tahan terhadap panas yang ekstrim, dengan aman.

- Tahan Asam

Grafit aman dalam asam. Grafit tidak bereaksi saat Anda memasukkan asam kuat, seperti asam sulfat. Ini ditemukan dalam baterai atau di pabrik kimia. Bahan ini bagus untuk digunakan di tempat yang keras.

Grafit bertahan lama karena atom-atomnya terikat sangat kuat. Sifat grafit membuatnya tidak berubah, bahkan dalam asam. Hal ini menjaga mesin tetap dalam kondisi berjalan. Di banyak industri di mana Anda dapat mematahkan bahan lain kecuali asam kuat, Anda menggunakannya.

- Resistensi Alkali

Dalam alkali, grafit tetap kuat. Tidak bereaksi terhadap bahan kimia yang kuat, seperti natrium hidroksida. Sulit untuk rusak. Anda membutuhkan sesuatu yang tahan lama di pabrik Anda.

Grafit tahan terhadap bahan kimia yang dapat merusak benda-benda lain. Grafit aman karena atom karbon menjaganya tetap aman. Ia memiliki ketahanan tinggi terhadap alkali; dapat digunakan di mana bahan lain tidak akan bertahan lama. Ia bekerja ketika ada yang salah, namun tetap bekerja ketika ada yang benar.

- Stabilitas Termal

Grafit stabil dalam panas. Dapat bertahan pada suhu setinggi 3600°C. Tidak akan meleleh. Tetapi lapisan karbonnya tetap kuat dan aman. Ini dapat digunakan pada mesin yang sangat panas seperti pelindung panas dan bagian roket.

Panas juga dapat disalurkan dengan baik dalam grafit. Itulah mengapa ia ada di elektronik. Itu membuat mesin tetap dingin. Stabilitas termalnya adalah salah satu sifat terbaik grafit. Ada di banyak tempat dengan suhu panas tinggi sehingga segala sesuatunya bekerja lebih baik. Kondisi ekstrim ini? Tidak masalah, Jinsun Carbon produk grafit unggul.

Tabel tentang Sifat Kimia Grafit!

Sifat Mekanis dan Kekuatan Grafit!

- Kekuatan Tarik Rendah

Memisahkan grafit tidaklah kuat. Ini adalah sesuatu yang bisa patah dengan kekuatan 20-25 MPa. Ketika Anda menarik grafit, grafit akan patah karena tidak kuat menahan gaya sebesar itu. Ketika diregangkan, lapisan karbonnya akan terlepas. Di atas kekuatan tarik 500 MPa, benda-benda menjadi lebih kuat: baja, misalnya.

Apabila Anda memikirkan tentang sifat grafit, ingatlah bahwa grafit tidak dapat menangani peregangan dengan baik. Grafit mudah patah jika ditarik terlalu keras. Kekuatan tarik berarti seberapa besar regangan yang dapat diberikan pada sesuatu sebelum patah.

- Kekuatan Tekan Tinggi

Jika Anda menekan grafit, benda ini akan menjadi sangat kuat. Benda ini dapat memberikan tekanan hingga 150 MPa pada Anda. Benda ini tetap kuat jika Anda menekannya. Bahkan di bawah tekanan yang besar, lapisan grafit sulit untuk diremas. Benda ini kuat karena atom-atom heksagonal membantunya tetap kuat saat ditekan.

Apabila Anda memikirkan tentang sifat-sifat grafit, Anda akan melihat bahwa grafit sangat baik dalam menangani tekanan. Baik kekuatannya maupun kekuatan tekannya menjadikannya kandidat yang baik untuk digunakan pada seal yang harus tetap rapat.

- Perilaku Anisotropik

Cara Anda mendorongnya membuat perbedaan pada grafit. Grafit mudah robek dalam satu arah. Ini kuat terhadap tekanan di arah lain. Ini adalah anisotropik menurut para insinyur.

Menariknya secara terpisah akan membuat lapisan karbon meluncur terpisah, tetapi menahan tekanan. Sifat-sifat grafit ini membuatnya istimewa untuk hal-hal seperti elektroda. Bahkan menghantarkan listrik lebih baik ke satu arah daripada yang lain.

- Modulus Elastisitas

Grafit melengkung di bawah tekanan, namun tidak terlalu banyak. Modulus elastisitasnya adalah 10-15 GPa. Kekakuan adalah apa yang dikatakan oleh modulus elastisitas. Grafit memberikan sedikit saat Anda menekannya, tetapi ia akan melengkung kembali.

Sebagai contoh, baja jauh lebih kaku dengan 200 GPa. Memang lebih lunak, namun memiliki kekuatan yang baik. Elastisitasnya berarti dapat melengkung dan mengeras.

- Ketangguhan Fraktur

Jika Anda menekan grafit terlalu keras, maka grafit akan mudah retak. Ketangguhan patahannya adalah 0,5 hingga 1,5 MPa-m¹/². Jika Anda tidak berhati-hati, Anda mendorongnya, dan dengan cepat akan retak. Begitu retakan mulai terjadi, retakan akan menyebar.

Grafit tidak tahan terhadap keretakan, jadi para insinyur harus memperlakukannya dengan hati-hati. Bahan ini bagus di bawah tekanan, tetapi akan patah jika ditarik atau dipukul terlalu keras. Dalam hal ketangguhan patah, Anda tahu seberapa besar suatu bahan dapat menerima pukulan sebelum kehilangan bentuknya.

Tabel tentang Sifat Mekanis dan Kekuatan Grafit!

Konduktivitas Listrik Grafit!

- Elektron Bebas

Grafit memiliki elektron bebas. Tiga dari empat atom karbon memiliki tiga elektron yang masuk ke dalam ikatan. Satu elektron bergerak bebas. Ini membuat listrik bergerak. Ada sekitar 6 x 10¹⁸ elektron bebas dalam satu cm³ grafit. Mereka bolak-balik di antara lapisan. Itulah mengapa ia menghantarkan listrik.

Hal ini membuatnya berguna, karena jenis karbon lainnya tidak berfungsi dengan baik. Sifat-sifat grafit membuatnya berbeda dari berlian. Grafit dapat digunakan dalam benda-benda yang bergerak cepat secara elektrik. Elektroda grafit yang digunakan dalam baja dan metalurgi dibuat oleh Jinsun Carbon yang membuat elektroda grafit berkualitas tinggi.

- Struktur Berlapis

Terdapat banyak lapisan tipis grafit. Atom-atomnya membentuk segi enam. Mereka meluncur dengan mudah. Gaya yang lemah, gaya van der Waals, menahan lapisan-lapisan tersebut. Lapisan-lapisan tersebut terpisah 3,35 Å.

Hal itu memungkinkan elektron untuk berada di antara lapisan. Setiap lapisan menampilkan ikatan yang kuat sebesar 1,42 Å di antara atom karbon. Sifat grafit membuatnya lembut dan bagus untuk banyak penggunaan. Hal ini membantunya menghasilkan listrik dengan lebih baik. Struktur berlapis digunakan untuk elektroda Jinsun Carbon untuk kinerja tertinggi.

- Konduktivitas Tinggi

Grafit adalah konduktor listrik yang baik. Di dalamnya, elektron-elektron π bergerak dengan bebas. Mereka membentuk awan elektron yang bekerja lebih baik. Konduksi hingga 10³ S / m. Ini dapat ditemukan dalam baterai dan peralatan listrik.

Faktanya, konduksi grafit lebih baik daripada kebanyakan non-logam. Elektron-elektronnya tidak menempel pada atom mana pun sehingga begitulah cara kerjanya. Anda bahkan dapat melihat alat sehari-hari seperti pensil dan baterai.

- Konduksi Anisotropik

Dalam grafit, listrik mengalir secara berbeda ke arah yang berbeda. Alirannya sangat cepat di sepanjang lapisan. Di sini kami memiliki kecepatan listrik 10⁵ S/m. Lebih lambat di antara lapisan-lapisan yang ikatannya lebih lemah.

Dan itulah yang membuat grafit menjadi hal yang baik ketika Anda membutuhkan listrik menjadi satu arah, karena hanya dapat mengalir dalam satu arah. Hal ini dimungkinkan berkat lapisan-lapisannya. Konduksi anisotropik kualitas terbaik untuk kebutuhan Anda dijamin oleh Jinsun Carbon.

- Π-Elektron yang terdelokalisasi

Elektron π bergerak di atas lapisan-lapisan dalam grafit. Mereka tidak hanya menempel pada satu atom. Bahkan, arus bergerak dengan baik melalui grafit. Atom-atom dalam grafit memiliki bentuk yang disebut sp². Itu berarti ada satu elektron yang bebas. Listrik dapat dengan mudah melewati lapisan-lapisan Nitroselulosa.

Sifat Termal Grafit!

- Konduktivitas Termal Tinggi

Alasan mengapa grafit istimewa adalah, karena grafit dapat memindahkan panas dengan sangat cepat. Grafit mampu mengirimkan panas pada 200 hingga 800 W/m-K. Panas bergerak jauh dalam grafit karena adanya lapisan-lapisan. Ini digunakan dalam elektronik di mana segala sesuatunya bisa menjadi sangat panas, para insinyur menggunakannya. Tapi Anda tahu, beberapa jenis grafit sebenarnya bisa mencapai 1.700 W/m-K.

Itu sangat cepat! Sifat-sifat ini digunakan oleh komponen seperti pendingin untuk mendinginkan. Sifat grafit membuatnya sangat bagus untuk memindahkan panas dari komputer dan lampu.

- Pembuangan Panas

Menghilangkan panas adalah tujuan utama pembuatan grafit. Di lingkungan yang panas, grafit mendingin dengan sangat cepat; tidak menahan panas. Ini bagus untuk mesin seperti komputer.

Grafit dapat menerima panas sebesar 700 W/m-K. Hal ini menawarkan untuk menyebarkan panas jauh dari tempat yang panas dengan cepat. Anda tahu, sifat grafit seperti ini penting dalam menjaga mesin agar tidak terlalu panas. Perangkat seperti CPU dan LED yang merupakan pekerja keras, dapat membuktikan hal ini.

- Tahan Suhu

Ketika Anda meletakkan grafit di bawah kompresor super panas, grafit akan tetap kuat. Grafit meleleh pada suhu 3.600°C dan tetap kuat. Grafit digunakan di lingkungan seperti oven, atau bahkan di dalam pesawat ruang angkasa yang terlalu panas. Sangat bagus untuk pekerjaan yang sangat berat, seperti di dalam tungku atau roket luar angkasa. Ini juga tidak rusak saat dingin, jadi sangat bagus untuk digunakan di banyak tempat.

- Ekspansi Termal

Grafit sama sekali tidak banyak berubah bentuk apabila menjadi panas. Nyaris tidak memuai, hanya sekitar 1-2 × 10-⁶/°C, dan tidak akan melengkung atau retak pada suhu tinggi. Jadi, ini sangat bagus untuk benda-benda seperti komputer, dll., yang harus dipasang secara presisi, meskipun bagian atasnya menjadi panas.

- Kapasitas Panas Spesifik

Tidak perlu banyak panas untuk menahan grafit. Kapasitas panas spesifiknya adalah 720 J/kg.K. Harus dipompa dengan banyak energi untuk menjadi panas. Grafit bisa ditemukan pada benda-benda yang menyimpan panas, seperti baterai.

Itulah mengapa grafit digunakan dalam mesin energi dan logam. Grafit menyimpan panas tanpa menjadi terlalu cepat panas.

Tabel tentang Sifat Termal Grafit!

Sifat Struktural dan Atomik Grafit!

- Kisi Heksagonal

Karbon dalam grafit sangat kecil. Mereka duduk dalam bentuk segi enam. Bentuknya datar seperti segi enam kertas. Jaraknya 3,35 Å. Ikatan yang kuat disebut ikatan sigma yang menyatukan atom-atomnya. Di bawah mikroskop khusus, Anda dapat melihat pola segi enam ini. Grafit adalah konduktor listrik melalui lapisan-lapisannya.

Bentuk ini membuatnya licin. Banyak benda yang terbuat dari grafit, seperti pensil dan mesin. Grafit itu kuat dan fleksibel, tetapi tidak pernah kuat dan kaku. Desain heksagonal ini penting untuk sifat grafit.

- an Pasukan Der Waals

Grafit cukup halus untuk disentuh. Tetapi lapisan ini dapat bergeser karena adanya gaya yang lemah. Gaya Van der Waals disebut gaya-gaya ini. Ini adalah lem yang lembut, dan berfungsi seperti lem di antara lapisan-lapisannya.

Lapisan-lapisan tersebut terpisah 3,35 Å. Itu berarti ikatan yang lemah ini memungkinkan grafit untuk bertindak sebagai pelumas. Apabila Anda menggosoknya, lapisan-lapisannya akan bergerak. Inilah sebabnya mengapa sifat grafit membuatnya sempurna untuk pensil. Kelembutannya disebabkan oleh pentingnya gaya van der Waals.

- Struktur Berlapis

Grafit adalah tumpukan kertas. Kertas-kertas tersebut sebenarnya adalah lapisan-lapisan atom karbon. Mereka tersusun dalam lembaran datar. Lapisan-lapisan ini tetap terpisah karena ada gaya yang lemah di antara lapisan-lapisan tersebut.

Akan tetapi, keduanya saling meluncur satu sama lain. Itulah mengapa grafit tidak mudah patah. Grafit mampu menangani panas hingga 3.000°C. Ini juga berguna untuk pabrik, berkat lapisan yang kuat ini. Lapisan-lapisannya tidak meleleh dan bahkan bengkok. Lapisan-lapisan ini penting untuk struktur dan industri yang menggunakan grafit.

- Lembaran Karbon Planar

Grafit terdiri dari lapisan-lapisan datar yang tipis. Lapisan-lapisan ini disebut lembaran karbon. Jaraknya hanya 3,35 Å; Anda tidak dapat melihatnya, tetapi mereka ada. Beginilah cara grafit menjadi kuat.

Setelah dikarbonisasi, mereka menjadikannya konduktor panas dan listrik yang baik. Lapisan karbon ini memberikan fleksibilitas pembuatan grafit, dan pabrik-pabrik menggunakannya. Lapisan ini juga dapat digunakan untuk hal-hal seperti baterai. Grafit istimewa karena lembaran-lembaran karbon yang datar.

- Hibridisasi Sp²

Seperti halnya graphene, grafit terdiri dari atom karbon yang berikatan dalam tiga arah. Orbital hibrida Sp² disebut ikatan ini. Ini seperti lengan yang berpegangan tangan. Ada satu elektron bebas per atom.

Saat elektron bergerak, lapisan ini dapat membantu menghantarkan listrik. Lapisannya kuat, tetapi mudah bergeser karena ikatan ini. Itulah mengapa grafit digunakan untuk pensil dan mesin. Kekuatan dan bagaimana lapisan-lapisannya bergerak, keduanya ditentukan oleh sistem ikatan ini.

Aplikasi Berdasarkan Sifat Grafit!

- Cawan lebur

Grafit itu kuat. Dapat bertahan di tempat yang sangat panas. Grafit digunakan sebagai bahan wadah. Bahan ini dapat menahan panas hingga 3.000°C. Dalam cawan lebur ini Anda dapat melebur emas dan perak. Itu... sifat-sifat grafit membantu membuat cawan lebur menjadi tangguh. Mereka tidak akan pecah saat pertama kali Anda mendinginkannya.

Namun demikian, grafit ditekan ke dalam bentuknya pada suhu 1.000°C. Densitas cawan lebur ini adalah 1,7 g/cm³. Tetapi, tidak banyak memuai, hanya 4,9 x 10-⁶/°C. Oleh karena itu, cawan lebur ini lebih awet apabila digunakan berkali-kali.

- Bahan Tahan Api

Baja terbuat dari bahan tahan api. Bahan-bahan ini memiliki grafit di dalamnya. Sebagai contoh, mereka bekerja di tempat yang sangat panas hingga 2.500°C. Mereka ada di tungku pembuatan baja.

Sifat-sifat grafit menjaga bahan tetap aman dari logam yang meleleh. Itu karena logam menjadi sangat panas. Ada grafit 20% di dalamnya. Itu adalah urutan besarnya, sepertiga dari 300 w/m-K. Retakan juga berhenti pada grafit. Hal ini mencegah segala sesuatu terbang terbuka dan melemahkan sesuatu untuk waktu yang lama.

- Elektroda

Kuat elektroda dibuat dengan bantuan grafit. Seperti 100.000 ampere, elektroda ini dapat menahan listrik yang sangat besar. Mereka bekerja pada suhu 3.000°C atau lebih.

Grafit memiliki apa yang disebut lapisan khusus, yang memungkinkan listrik bergerak cepat. Kepadatannya adalah 1,55-1,60 g/cm³ dalam setiap elektroda. Ini membuat semuanya aman dari panas dan juga lapisannya. Pada mesin-mesin besar, Anda menggunakan grafit untuk membuat baja. Benda-benda bahkan bisa menjadi sangat panas dan masih tetap bekerja.

- Baterai

Energi disimpan dalam baterai. Grafit menyimpan energi dengan aman. Baterai ini memiliki bagian kecil yang disebut anoda, tempat baterai menyimpan daya. Baterai ini memiliki kapasitas daya 372 mAh/g.

Hanya 1% (dari grafit) yang tumbuh saat pengisian daya. Masalahnya dengan grafit adalah, bahwa grafit hanya meleleh pada suhu 3.550°C, tetapi sangat kuat. Hanya potongan-potongan kecil grafit yang sangat kecil, berukuran 10-25 mikron. Mereka mencegah energi mengalir dengan lancar di dalam baterai.

- Segel Mekanis

Segel mekanis menghentikan kebocoran. Segel grafit kuat dan tidak aus sehingga Anda dapat menggunakannya. Bahkan pada suhu 2.500°C, segel ini dapat bekerja dengan baik. Segel ini keras, 2,2 g/cm³, tahan terhadap bahan kimia. Segelnya licin terbuat dari grafit sehingga tidak memerlukan minyak. Hal ini membuat mesin dapat bekerja dalam waktu yang sangat lama tanpa membuat mesin terjatuh.

Kesimpulan

Grafit sangat berguna. Bahkan dalam panas, ia tetap kuat. Sifat-sifat grafit membantunya bekerja dalam mesin. Ada di dalam baterai dan benda-benda lainnya. Cari tahu tentang informasi grafit! Bahkan, dapatkan lebih banyak di JINSUNCARBON sekarang.