Apa Saja Kegunaan Serbuk Grafit?

Serbuk grafit adalah sejenis bahan dengan banyak sifat istimewa. Struktur kristalnya adalah lapisan heksagonal, dan atom karbon dalam lapisan tersebut diikat oleh ikatan kovalen. Struktur unik ini memberikan bubuk grafit banyak sifat yang sangat baik, membuatnya dalam industri modern dan banyak bidang lainnya memiliki aplikasi yang sangat luas dan penting.

Penggunaan industri dari bubuk grafit

Industri baja dan metalurgi

Karburizer untuk pembuatan baja

Serbuk grafit dapat digunakan sebagai karburizer dalam proses pembuatan baja. Karena karbon adalah salah satu elemen kunci yang menentukan sifat baja, maka dengan menambahkan karburizer bubuk grafit selama pembuatan baja, kandungan karbon pada baja cair dapat dikontrol secara akurat. Hal ini secara efektif meningkatkan kualitas baja dan mengoptimalkan indikator kinerja seperti kekuatan, ketangguhan, dan keuletan. Oleh karena itu, serbuk grafit sangat cocok untuk produksi baja khusus dan baja paduan kelas atas yang memiliki persyaratan ketat terhadap kualitas baja.

Serbuk grafit yang digunakan untuk aditif tahan api

Serbuk grafit juga banyak digunakan sebagai aditif tahan api. Karena ketahanan suhu tinggi yang sangat baik, ia dapat menahan suhu yang sangat tinggi tanpa meleleh dan terurai. Ketika ditambahkan ke bahan tahan api seperti batu bata tahan api, castable tahan api, dll., Secara signifikan dapat meningkatkan ketahanan api dari bahan-bahan ini. Sehingga dapat menjaga integritas dan stabilitas struktur di lingkungan bersuhu tinggi. Dan itu akan sangat memperpanjang masa pakai bahan tahan api.

Industri Mesin

Penggunaan serbuk grafit dalam pelumas kering

Serbuk grafit adalah pelumas kering padat yang ideal. Selama operasi mekanis, gesekan terjadi di antara banyak bagian. Dan struktur berlapis dari bubuk grafit memungkinkannya membentuk film pelumas kontinu pada permukaan gesekan. Film ini secara efektif dapat mengurangi koefisien gesekan, mengurangi keausan suku cadang. Dan biasanya dapat memainkan peran pelumas dalam suhu tinggi, tekanan tinggi, dan kondisi kerja keras lainnya.

Lapisan permukaan pengecoran

Dalam proses pengecoran, serbuk grafit diaplikasikan ke lapisan permukaan pengecoran. Saat membuat cetakanbubuk grafit dilapisi secara merata pada permukaan bagian dalam cetakan, yang dapat membuat pengecoran lebih mudah dilepaskan setelah dibentuk. Pada saat yang sama, itu juga dapat membuat permukaan pengecoran lebih halus dan rata. Dan mengurangi tunjangan pemrosesan dan prosedur pemrosesan selanjutnya, meningkatkan efisiensi produksi dan mengurangi biaya produksi. Selain itu, bubuk grafit juga dapat memainkan peran insulasi panas tertentu dalam proses pengecoran. Ini membantu mengontrol laju pemadatan pengecoran dan meningkatkan kualitas dan hasil pengecoran.

Penggunaan serbuk grafit dalam Industri kimia

Pembawa katalis

Serbuk grafit memiliki luas permukaan spesifik yang besar dan sifat adsorpsi yang baik, yang membuatnya menjadi pembawa katalis yang sangat baik. Dalam banyak reaksi kimia, komponen aktif katalis harus tersebar secara merata pada penyangga untuk meningkatkan aktivitas dan selektivitas katalis. Serbuk grafit dapat memenuhi persyaratan ini dengan baik, memuat bahan aktif katalis pada permukaannya, menyediakan lebih banyak situs aktif untuk reaksi kimia. Dengan demikian, ini mendorong reaksi.

Bahan elektroda

Serbuk grafit itu sendiri juga merupakan bahan elektroda yang penting. Dalam industri elektrokimia, seperti pembuatan elektroda sel elektrolit, elektroda grafit banyak digunakan karena konduktivitas listrik dan stabilitas kimianya yang baik. Dalam proses elektrolisis, elektroda grafit dapat menghantarkan arus secara stabil untuk memastikan kelancaran reaksi elektrolitik.

Aplikasi elektronik dan listrik

Bahan Konduktif

Tinta konduktif untuk papan sirkuit cetak (PCB)

Dalam industri elektronik, papan sirkuit tercetak (PCB) adalah salah satu komponen inti produk elektronik. Anda dapat menggunakan bubuk grafit untuk menyiapkan tinta konduktif untuk papan sirkuit tercetak. Tinta konduktif ini menggunakan bubuk grafit sebagai komponen konduktif utama dan membentuk pola sirkuit konduktif yang akurat pada papan sirkuit melalui proses pencetakan. Ini dapat mencapai pencetakan yang baik dan sifat konduktif pada berbagai substrat dari bahan yang berbeda. Dan ini memberikan dukungan kuat untuk integrasi kepadatan tinggi dan multi-fungsi produk elektronik.

Lapisan konduktif

Anda juga bisa menggunakan bubuk grafit untuk menyiapkan lapisan konduktif. Serbuk grafit dicampur dengan resin yang sesuai, pelarut, dll.. Dan dilapisi pada berbagai bahan dasar, seperti plastik, kaca, logam, dll., untuk membentuk lapisan dengan konduktivitas listrik yang baik. Selain itu, konduktif pelapisan juga dapat diaplikasikan pada bidang listrik anti-statis, seperti bahan kemasan anti-statis, lantai anti-statis, dll., untuk mencegah kerusakan komponen elektronik yang disebabkan oleh listrik statis.

Pembuatan komponen elektronik

Resistor

Dalam pembuatan komponen elektronik, serbuk grafit dapat digunakan untuk membuat resistor. Nilai resistansi resistor dapat disesuaikan dengan secara tepat mengontrol ukuran partikel, kemurnian, jumlah penambahan dan rasio dengan bahan bubuk grafit lainnya. Ini dapat memberikan nilai resistansi yang akurat untuk sirkuit ini untuk memastikan pengoperasian normal sirkuit dan transmisi sinyal yang akurat.

Elektroda grafit (untuk pemrosesan perangkat elektronik)

Elektroda grafit memainkan peran penting dalam pemesinan perangkat elektronik, khususnya dalam teknologi pemesinan pelepasan muatan listrik (EDM). Ini telah menjadi bahan elektroda yang umum di EDM karena titik lelehnya yang tinggi, konduktivitas listrik yang baik, dan kehilangan yang rendah. Dalam proses pemrosesan, pelepasan pulsa dihasilkan antara elektroda grafit dan benda kerja. Dan suhu tinggi sesaat membuat bahan benda kerja meleleh dan menguap, sehingga dapat mewujudkan pemrosesan yang tepat dari benda kerja bentuk kompleks.

Aplikasi energi

Sel Bahan Bakar

Bahan pelat bipolar

Dalam teknologi sel bahan bakar, Anda dapat menggunakan bubuk grafit sebagai bahan pelat bipolar. Pelat bipolar berbasis bubuk grafit memiliki konduktivitas listrik yang baik, stabilitas kimia yang tinggi, dan sifat penyegelan gas yang sangat baik. Konduktivitas listriknya yang baik dapat memastikan transmisi elektron yang efisien dalam sel bahan bakar dan mengurangi kehilangan ohmik. Stabilitas kimia memungkinkannya bekerja secara stabil untuk waktu yang lama di lingkungan reaksi kimia yang kompleks dari sel bahan bakar dan menahan korosi asam, alkali, dan media lainnya. Segel gas memastikan bahwa bahan bakar dan pengoksidasi mengalir di saluran aliran masing-masing tanpa kebocoran dan pencampuran.

Penggunaan bubuk grafit dalam baterai lithium-ion

Bahan elektroda negatif

Serbuk grafit adalah salah satu bahan anoda yang paling banyak digunakan dalam baterai lithium-ion. Grafit memiliki struktur berlapis yang khas dengan jarak antar lapisan yang moderat. Hal ini dapat mengakomodasi penyisipan dan pelepasan ion litium secara reversibel. Pada saat yang sama, bahan anoda grafit memiliki keunggulan platform potensial pengisian dan pengosongan yang stabil, kinerja bersepeda yang baik, dan biaya yang relatif rendah. Dalam baterai lithium-ion komersial, bahan anoda grafit memberikan kinerja elektrokimia yang stabil dan masa pakai yang lama. Ini memenuhi persyaratan perangkat elektronik portabel modern dan kendaraan listrik untuk kepadatan energi baterai, kepadatan daya, dan masa pakai.

Aditif konduktif

Serbuk grafit sering digunakan sebagai aditif konduktif pada baterai lithium-ion. Dalam proses persiapan elektroda baterai lithium-ion, penambahan bubuk grafit ke bahan elektroda positif atau negatif dapat secara signifikan meningkatkan konduktivitas elektronik bahan elektroda. Karena reaksi elektroda baterai lithium-ion membutuhkan transmisi elektron yang cepat. Penambahan bubuk grafit dapat membangun jaringan konduktif yang baik antara partikel bahan aktif, mengurangi resistensi polarisasi elektroda. Dan dengan demikian meningkatkan efisiensi pengisian dan pengosongan, kinerja tingkat dan masa pakai baterai.

Gunakan di bidang lain

Perlindungan Lingkungan

Adsorben pengolahan limbah

Serbuk grafit memiliki aplikasi penting di bidang perlindungan lingkungan dalam pengolahan limbah. Karena luas permukaan spesifiknya yang besar dan struktur pori yang kaya, ia memiliki kapasitas adsorpsi yang baik untuk banyak polutan dalam limbah. Untuk ion logam berat dalam limbah, bubuk grafit dapat teradsorpsi di permukaan melalui tarikan elektrostatik, pertukaran ion, dll. Sehingga dapat mengurangi kandungan logam berat dalam limbah dan mencapai tujuan pemurnian kualitas air. Pada saat yang sama, untuk beberapa polutan organik, seperti pewarna, pestisida, senyawa fenolik, dll.. Anda juga dapat menghilangkan bubuk grafit secara efektif dengan kombinasi adsorpsi fisik dan adsorpsi kimia.

Pengendalian polusi udara

Dalam pengendalian polusi udara, bubuk grafit juga memainkan peran tertentu. Dalam beberapa proses pengolahan gas limbah industri, Anda dapat menggunakan bubuk grafit sebagai adsorben atau pembawa katalis untuk berpartisipasi dalam reaksi. Untuk gas berbahaya di atmosfer, seperti sulfur dioksida (SO2), nitrogen oksida (NOx), dll., Serbuk grafit dapat dipisahkan dari gas buang melalui adsorpsi. Hal ini mengurangi jumlah emisinya ke atmosfer. Pada saat yang sama, ketika bubuk grafit dimuat dengan gugus aktif katalis tertentu, ia juga dapat mengkatalisis konversi gas-gas berbahaya ini dalam kondisi tertentu. Sehingga dapat diubah menjadi zat atau senyawa yang tidak berbahaya yang lebih mudah ditangani.

Bahan Penguat

Komposit matriks polimer

Di bidang bahan penguat, bubuk grafit dapat digunakan untuk membuat komposit matriks polimer. Menambahkan bubuk grafit ke matriks polimer, seperti polietilena, polipropilena, resin epoksi, dll., Dapat secara signifikan meningkatkan sifat-sifat material komposit. Pada saat yang sama, itu juga dapat meningkatkan sifat mekanik material komposit. Seperti kekuatan, kekakuan dan ketahanan aus. Karena struktur serpihan serbuk grafit dapat berperan sebagai penguat dan pengisi matriks polimer, menghambat perluasan retakan. Sehingga material komposit dapat menahan gaya eksternal yang lebih besar dan memperpanjang masa pakai.

Material komposit matriks logam

Anda juga dapat menggunakan bubuk grafit untuk membuat komposit matriks logam. Sifat gesekan dan keausan serta sifat pelumasan sendiri dari bahan logam dapat ditingkatkan dengan memasukkan bubuk grafit ke dalam matriks logam. Misalnya, pada bahan dasar aluminium, bahan dasar tembaga, dan bahan komposit matriks logam lainnya, serbuk grafit akan membentuk lapisan film pelumas pada permukaan logam selama proses gesekan. Hal ini mengurangi koefisien gesekan, mengurangi keausan, dan meningkatkan ketahanan aus dan ketahanan korosi material.

Bidang pencetakan 3D

Pada bahan cetak 3D, Anda bisa menggunakan bubuk grafit sebagai fase aditif atau penguat. Menambahkan bubuk grafit ke bahan cetak 3D berbasis plastik dapat meningkatkan konduktivitas listrik dan termal bahan. Sehingga dapat digunakan untuk memproduksi komponen cetak 3D dengan fungsi pelindung elektromagnetik, seperti cangkang peralatan elektronik, penutup pelindung, dll.. Untuk memenuhi kebutuhan peralatan elektronik agar dapat bekerja secara normal dalam lingkungan elektromagnetik yang kompleks.

Membuat Pensil

Salah satu penggunaan bubuk grafit yang paling terkenal yaitu membuat pensil. Komposisi utama ujung pensil adalah campuran bubuk grafit dan bahan tambahan, seperti tanah liat. Tekstur bubuk grafit yang lembut, dengan pelumasan yang baik dan kemampuan mewarnai. Dalam proses penulisan, dapat dengan mudah meninggalkan bekas yang jelas dan tahan lama di atas kertas. Dengan menyesuaikan rasio bubuk grafit terhadap tanah liat, kekerasan dan kehitaman ujung pensil dapat diubah untuk memenuhi kebutuhan penulisan dan pengecatan yang berbeda-beda.

Kesimpulan

Dari industri tradisional hingga bidang teknologi yang sedang berkembang, bubuk grafit dapat memenuhi persyaratan kinerja material. Dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, prospek aplikasi bubuk grafit lebih luas, dan diharapkan dapat membantu ilmu pengetahuan material dan perkembangan sosial ke tingkat yang lebih tinggi.