黒鉛はなぜ潤滑剤として使われるのか？ 

黒鉛は炭素鉱物の一種で、さまざまな産業で利用されてきた。そのユニークな特性により、万能な化合物となっている。この記事では、グラファイトが優れた潤滑剤である理由を紹介する。 では、さっそく始めよう。

グラファイトとは？

グラファイト構造

グラファイトは、六角形の格子構造に密に詰まった炭素の結晶体である。六角形の各格子層は、強固に結合した炭素原子で構成され、すべての層自体が弱いファンデルワールス力によって保持されているため、グラファイトには潤滑性がある。

天然および合成グラファイト

黒鉛は変成岩中に自然に存在し、自然に形成された黒鉛である。その密度は通常2.09～2.23g/cm³で、融点は約3652℃、沸点は4827℃と高い。そのため、天然黒鉛は高温や過酷な環境下での安定性に優れている。
人造黒鉛は、一般に石油コークスなどの炭素原料を高温で成型して作られる。例えば、高純度で強度の高い製品は工業分野で広く利用されている。

グラファイトの特性

グラファイトの優れた特性のひとつに電気伝導性があり、バッテリーや電極などの電子機器に非常に適している。グラファイト層内の非局在化した電子は、効率的な電子の移動を促進する。
また、耐熱性に優れているため、潤滑油や熱管理システムなどの高温用途にも適している。
最後に、高い機械的強度、軽量、耐熱性、耐薬品性といったグラファイトの特性は、エレクトロニクス、自動車、航空宇宙など様々な産業で一般的に使用されている。

潤滑油としてのグラファイト

市場にはさまざまな種類のグラファイト潤滑剤が出回っている。なぜグラファイトが潤滑剤として使われるのか、不思議に思ったことはありませんか？どのような特性が理想的な潤滑剤なのでしょうか？

黒鉛は結晶質である。 カーボン 層構造を持つ。すべての層で炭素原子が六角形格子に配列している。 

これらの原子は強い結合を持つが、層間の力は弱い。その結果、層同士は大きな抵抗もなく滑り合う。グラファイトのこの分子構造が、優れた潤滑剤となっている。

グラファイトが理想的な潤滑剤であるその他の理由には、次のようなものがある：

べたつきなし

いくつかの業界では、油性潤滑剤よりもグラファイトが好まれている。その主な理由のひとつは、粘着性の残留物が残らないことだ。グリースやオイルとは異なり、グラファイトは乾性潤滑剤である。微妙な 黒鉛フレーク.

さらに、グラファイト潤滑剤にはオイルやグリースが含まれていない。そのため、ほこりや汚れを寄せ付けない。

高温耐久性

潤滑油として優れているもう一つの要因は、その高温安定性である。潤滑能力を失うことなく、極端な温度にも耐えることができる。

グラファイト系固体 潤滑油 アモルファス二酸化ケイ酸とリン酸二水素アルミニウムからなる。そのトライボロジー特性は、摩耗や損傷からの保護を保証します。

主に、金属鍛造や鉄鋼製造に携わる産業がこのような潤滑剤を使用している。

耐久性

黒鉛系潤滑剤は高圧雰囲気でも劣化しません。高地や過酷な条件下でも性能が低下しません。

その結果、航空宇宙エンジニアはホイール、チェーン、ローラー、コンベアベルト、ガスケットの潤滑にも使用している。

自己潤滑性

前述のように、グラファイト潤滑剤の層は互いに滑り合う。したがって、自己潤滑剤となる。

対象物の上に塗ると、薄い層ができる。自己潤滑性があるため、頻繁に塗り直す必要はない。

エンジニアはジェットエンジンにグラファイト潤滑剤を使用している。潤滑剤は、エンジンが摩擦を起こすことなく高速で回転するのを助ける。

オイル潤滑剤は自己潤滑性を持たないため、このような状況では性能を発揮できない。

溶剤とのブレンドが容易

グラファイトのブレンドは簡単 潤滑油 溶剤との組み合わせグラファイトを蒸発溶剤と組み合わせることで、その効率と応用範囲を高めることができる。

この混合液はどんなマシンにも塗ることができる。溶剤は1～2分で蒸発し、保護膜が長持ちします。

これらの混合潤滑剤は、通常の油性潤滑剤が届かない場所を潤滑する。一般に、スプレー状になっている。

化学薬品に反応しない

グラファイトは、その安定した非金属炭素構造により、ほとんどの化学物質と反応しないままである。その結果、化学薬品にさらされる雰囲気でも黒鉛ベースの潤滑油を使用することができます。

腐食性能

化学媒体の環境では、ほとんどの化学物質の腐食に耐えることができる。したがって、酸やアルカリなどの腐食性媒体での潤滑に使用することができます。

黒鉛潤滑剤の用途

• グラファイト製の潤滑剤にはいくつかの利点がある。その用途には次のようなものがある：
• 乾燥黒鉛潤滑剤は、コンベアベルト、機械、ダイカスト金型を湿らせる。
• 自動車業界では、エンジニアがエンジン部品を湿らせるためにこの潤滑油を使用している。
• 鉱山労働者もまた、採掘機器や機械にグリースを塗るためにグラファイト潤滑剤を使用している。
• この潤滑油は、建設業界では重機のグリスアップにも使われている。
• 航空宇宙エンジニアは、航空機の部品や着陸装置の機構にグラファイト潤滑剤を使用している。

潤滑剤としてのグラファイトの利点

低摩擦係数

グラファイトの摩擦係数は極めて低く、可動部品の摩耗を低減します。この特性は機械のエネルギー損失を最小限に抑え、効率を向上させる。

化学的安定性

グラファイトは化学的に不活性で、ほとんどの物質と反応しません。この安定性が経年劣化を防ぎ、潤滑を長持ちさせ、メンテナンスの必要性を低減します。

費用対効果

グラファイトは、合成の代替品よりも経済的であることが多い。耐久性に優れているため、再塗布の頻度が少なく、長期的なコスト削減につながります。

電気伝導率

グラファイトの導電性は特定の用途において有利であり、特に電子部品においては潤滑剤としても導電体としても使用できる。

グラファイト潤滑油の欠点

機械的強度が低く、高速機器などでは摩耗や脱落が起こりやすい。

蓄積の問題、乾性潤滑剤であるため、機械装置の表面に堆積しやすく、洗浄が容易でない。

環境汚染、粉末化学物質は環境汚染を引き起こしやすい。

グラファイト潤滑油の使い方？

機械装置の回転部や摺動部に直接塗布し、量に応じて使用することができる。また、元の潤滑油に添加して併用することもできる。最後に、黒鉛潤滑剤は水や乳化液に直接添加して使用することができます。

結論

すべてを考慮すると、グラファイトは傑出した潤滑剤であると言える。従来のオイルやグリースをベースとした潤滑剤に比べ、数多くの利点がある。

主に、黒鉛潤滑剤は乾燥した形で提供され、いくつかの用途がある。その特性から、航空宇宙産業、製造業、化学処理産業で実用的な選択肢となっている。