Berapa densitas grafit?

Grafit sangat penting dalam produksi industri dan kehidupan sehari-hari. Jenis grafit yang berbeda memiliki kepadatan yang berbeda, dan penting untuk memahami faktor yang memengaruhi kepadatan grafit, metode pengukuran, dll., karena hal ini sangat penting dalam produksi industri.

Berapa densitas berbagai jenis grafit?

Grafit alami

- Grafit serpihan: umumnya sekitar 2,09 - 2,23 g/cm³.

- Grafit tanah (grafit mikrokristalin): umumnya sekitar 2,0 - 2,2 g/cm³.

Grafit buatan

– Grafit tekanan isostatikKepadatan tinggi mencapai sekitar 1,7 - 1,9 g/cm³. Karena karakteristik isotropiknya, grafit isostatik dapat mencapai tingkat tinggi setelah perlakuan proses khusus, yang membantu meningkatkan sifat-sifatnya, seperti kekuatan, konduktivitas listrik dan konduktivitas termal.

– Grafit yang dibentuk: biasanya berkisar antara 1,6 - 1,85 g/cm³. Kepadatannya dipengaruhi oleh berbagai faktor, seperti tekanan cetakan, bahan baku dan pengikat, dan kepadatan dalam kisaran ini dapat memenuhi persyaratan dasar berbagai skenario aplikasi, seperti segel mekanis dan elektroda.

– Grafit yang diekstrusi:  sekitar 1,5 - 1,7 g/cm³. Dalam proses ekstrusi, susunan partikel dan tingkat pemadatan bahan baku akan memengaruhi densitas akhir. Grafit yang diekstrusi dalam kisaran densitas ini menunjukkan performa yang baik dalam aplikasi seperti bahan elektroda dan kuas.

Faktor-faktor yang memengaruhi kepadatan

1. Bahan baku:

Sifat bahan baku grafit dapat memengaruhi kepadatan produk akhir. Sebagai contoh, ukuran partikel, bentuk, kemurnian, dll. dari bahan baku akan memengaruhi densitas curah dan kristalinitas grafit.

2. Metode pencetakan:

Metode pencetakan yang berbeda, seperti pencetakan, ekstrusi, pengepresan isostatik, dll., akan berdampak. Contohnya, pencetakan kompresi isostatik dapat mencapai kepadatan produk grafit yang lebih tinggi, karena metode ini memungkinkan tekanan diterapkan secara merata ke bahan grafit, sehingga mengurangi porositas internal.

3. Suhu dan waktu sintering:

Selama proses sintering, kontrol suhu dan waktu memiliki dampak yang penting. Suhu sintering yang lebih tinggi dan waktu penahanan yang tepat dapat mendorong kristalisasi dan fusi partikel grafit, mengurangi porositas, dan dengan demikian meningkatkan kepadatan.

4. Porositas:

Porositas dalam grafit secara langsung memengaruhi densitasnya. Semakin tinggi porositasnya, semakin rendah densitasnya. Pembentukan pori-pori mungkin terkait dengan sejumlah faktor, seperti karakteristik bahan mentah, pelepasan gas selama persiapan, dan penyusutan selama sintering.

5. Kandungan pengotor:

Jika grafit mengandung lebih banyak kotoran, ini akan memengaruhi integritas dan kekompakan struktur kristalnya, sehingga mengakibatkan penurunan densitas.

6. Derajat grafitisasi:

Semakin tinggi tingkat grafitisasi, semakin lengkap struktur kristal grafit, dan densitasnya pun akan meningkat.

Metode untuk mengukur densitas grafit

1. Prinsip Archimedes (metode drainase).

Menurut prinsip Archimedes, gaya apung yang dialami oleh sebuah benda dalam cairan sama dengan berat yang dipindahkan dari cairan. Dengan mengukur berat grafit di udara dan beratnya di dalam air (daya apung), volume grafit dapat dihitung. Kemudian digabungkan dengan massanya, maka diperoleh hasilnya.

2. Metode piknometer

Dengan mengukur massa volume piknometer yang diketahui ketika diisi dengan cairan (seperti air) dan massa yang tersisa setelah cairan meluap setelah mengisi cairan, volume sampel grafit dapat dihitung, begitu juga dengan densitasnya.

3. Metode pengukuran langsung (untuk sampel grafit yang berbentuk teratur)

Untuk sampel grafit dengan bentuk yang teratur (misalnya, kubus, kubus, silinder, dll.), ukurannya bisa diukur secara langsung, dan volumenya bisa dihitung. Kemudian, densitas dapat dihitung dalam kombinasi dengan massa.

Perbandingan densitas grafit dengan jenis bahan karbon yang sama

Arang aktif VS Grafit

Karbon aktif adalah bahan karbon dengan struktur yang sangat berpori. Karena banyaknya struktur pori-pori, densitas karbon aktif relatif rendah, umumnya sekitar 0,5 - 0,9 g/cm³. Sebaliknya, grafit jauh lebih padat daripada karbon aktif.

Berlian VS Grafit

Pada suhu dan tekanan kamar, densitas berlian sekitar 3,5 - 3,53 g/cm³. Oleh karena itu, densitas berlian lebih besar daripada grafit.

Serat karbon VS Grafit

Kepadatan serat karbon biasanya antara 1,7 dan 2,2 g/cm³, tetapi kepadatannya akan bervariasi, tergantung pada jenis serat dan proses persiapannya. Oleh karena itu, grafit sebagian tumpang-tindih dengan serat karbon dalam kisaran densitas.

Tabung nano karbon VS Grafit

Carbon nanotube adalah bahan karbon berbentuk tabung, dan densitasnya bergantung pada sejumlah faktor, seperti diameter tabung, ketebalan dinding tabung, dll. Kepadatan tabung nano karbon berdinding tunggal adalah sekitar 1,3 - 1,4 g/cm³. Grafit lebih padat daripada tabung nano karbon.

Pentingnya densitas grafit dalam produksi industri

Evaluasi kinerja: Kepadatan grafit berkaitan erat dengan sifat fisiknya. Kepadatan yang lebih tinggi biasanya berarti kekuatan mekanik dan ketahanan aus yang lebih baik, listrik konduktivitas, dll. Dengan mengukur densitas grafit, kinerjanya dalam aplikasi tertentu dapat dievaluasi terlebih dahulu, sehingga memberikan dasar untuk memilih bahan grafit yang tepat.

Kontrol kualitas: Dalam proses produksi produk grafit, densitas merupakan indikator kualitas yang penting. Dengan mengontrol parameter proses produksi untuk memastikan bahwa produk grafit mencapai kisaran densitas yang diharapkan, maka stabilitas dan konsistensi kualitas produk dapat dijamin. Produk dengan kepadatan yang tidak memuaskan dapat memengaruhi kinerja dan umur panjang dalam layanan.

Kesimpulan

Singkatnya, densitas grafit adalah penentu penting dari sifat mekanisnya dan, akibatnya, aplikasi industrinya. Dengan potensi aplikasinya yang meluas ke berbagai sektor, keunggulannya dalam lanskap industri terus meningkat.