黒鉛の特性

はじめに

グラファイトはなぜ特別なのか？強くて滑りやすい。電気を動かしやすい。高温腐食に強い。黒鉛の特性については、こちらで詳しく説明しています。グラファイトが機械用途に最適な素材であるのはなぜか、という観点から詳しく見ていきます。グラファイトがどのようにエンジニアの役に立っているか知りたい方は、このまま読み進めてください。

黒鉛の物理的特性を理解する！

グラファイトは炭素でできている.レイヤーは柔らかく、動きやすい。各層は平らである。グラファイトの特性には、約2.26g/cm³という軽さがある。手を伸ばせば触れることができ、滑りやすい。それが電気を通すのに使われている。黒鉛は電池や鉛筆にも使われている。

また、3550℃の超高温でしか溶けないだけでなく、非常に強い。グラファイトが機械内部に適しているのは、この特別なおかげなのだ。グラファイトはダイヤモンドとは異なりますが、非常に有用です。カーボンはカーボンの色合いの違いもある。

黒鉛の化学的性質！

- 高い不活性

グラファイト は簡単には変わらない。ほとんどの化学物質は変化しない。黒鉛の炭素原子の中にある電子は非常に強い。黒鉛は炭素原子が層状に並んでいるので安全であり、酸や塩基で腐食することはない。一方、黒鉛は工場で使うことができ、3600℃でも機能する！

だから大型マシンに適しているんだ。非常に高い温度でも機能するので、信頼できる。原子炉でも黒鉛は強い。他のどんな素材よりも長持ちすることがわかります。このように ジンサン・カーボン は、高熱下の工場でも長期間使用できる黒鉛電極を製造している。

- 耐酸化性

グラファイトは丈夫だ。熱くても壊れない。600℃以下では酸素と反応しない。つまり工場でも安全だ。黒鉛は窯に使われる。 電極).

グラファイトの特性には、熱くなったときの強さがある。それは、グラファイトが自身を壊れから守り、長持ちさせるからだ。高温になる金属工場では、黒鉛を使いたい。すべてが安全で強く保たれます。金順カーボンは、金属工場向けに、高温に耐える黒鉛電極を安全に提供します。

- 耐酸性

グラファイトは酸の中でも安全だ。硫酸のような強い酸を入れても反応しない。電池や化学工場に使われている。この素材は硬い場所での作業に適している。

黒鉛が長持ちするのは、原子が非常に強く結合しているからだ。黒鉛の特性は、酸の中でも変化しないことを意味する。黒鉛は機械を稼動状態に保ちます。強酸以外では他の材料を壊すことができる多くの産業で、黒鉛が使われている。

- 耐アルカリ性

アルカリでは、グラファイトは強いままである。水酸化ナトリウムのような強い薬品には反応しない。壊れにくい。工場では長持ちするものが必要です。

黒鉛は、他のものに損傷を与える可能性のある化学物質に抵抗する。黒鉛が安全なのは、炭素原子がそうさせているからである。アルカリにも強く、他の素材が長持ちしない場所でも使用できる。物事がうまくいかなくても、うまくいっても機能する。

- 熱安定性

グラファイトは熱に安定している。3600℃の高温にも耐える。溶けることはない。しかし、炭素層は強く安全なままです。ヒートシールドやロケット部品のような非常に高温の機械に使用できる。

グラファイトは熱もよく通る。だから電子機器に使われているんだ。機械を冷やします。熱安定性は黒鉛の最も優れた特性のひとつです。多くの高熱の場所にあるため、物事がうまく機能するのです。このような極限状態でも？問題ありません、 ジンサン・カーボンの グラファイト製品は優れている。

黒鉛の化学的性質に関する表！

黒鉛の機械的性質と強度！

- 低い引張強度

黒鉛を引き離すのは強くない。20～25MPaの力で壊れるものだ。黒鉛を引っ張ると、それほどの力に耐えられないので切れてしまう。伸ばすと炭素層が滑る。引っ張り強度が500MPaを超えると、より強くなる。

グラファイトの特性について考えるとき、グラファイトが伸びにうまく対応できないことを思い出してほしい。強く引っ張られると簡単に壊れてしまう。引張強さとは、何かが壊れるまでにどれだけのひずみをかけられるかを意味する。

- 高い圧縮強度

グラファイトを押すと、すごく強くなる。これは150MPaの圧力をかけることができるんだ。押せば強いままだ。たくさんの力がかかっても、グラファイトの層はつぶれにくい。六角形の原子のおかげで、押しつぶしても強度が保たれるからです。

グラファイトの特性を考えてみると、圧力に強いことがわかる。その強度と圧縮強度は、気密性が要求されるシールに適しています。

- 異方性挙動

グラファイトの場合、押し方に違いがある。一方向には簡単に引き裂かれる。ある方向には簡単に引き裂かれ、別の方向には圧縮に強い。エンジニアによれば、これは異方性である。

引き離すと炭素層は滑り落ちますが、圧力には耐えます。このようなグラファイトの特性は、以下のような用途に適している。 電極.電気を通すのも一方通行の方がいいくらいだ。

- 弾性係数

グラファイトは圧力がかかると曲がるが、あまり大きくは曲がらない。その弾性率は10～15GPaである。弾性率が示すのは剛性である。黒鉛は押すと少し曲がるが、バネで戻る。

例として、鋼鉄は200GPaでより硬くなる。しかし、それにもかかわらず強度は高い。その弾力性は、曲げたり再浸水させたりできることを意味する。

- 破壊靭性

グラファイトを強く押しすぎると簡単に割れる。その破壊靱性は0.5～1.5MPa・m¹/²である。油断して押すと、すぐに割れてしまう。亀裂が入るとすぐに広がる。

グラファイトは割れに弱いので、エンジニアは慎重に扱わなければならない。圧力がかかっても大丈夫ですが、引っ張られたり強く叩かれたりすると壊れてしまいます。破壊靭性という点では、材料がその形状を失う前に、どの程度の打撃に耐えられるかを知ることができます。

黒鉛の機械的性質と強度に関する表！

黒鉛の電気伝導率！

- 自由電子

グラファイトには自由電子がある。4つの炭素原子のうち3つは、結合する電子を3つ持っている。つの電子は自由に動く。これが電気を動かす。グラファイトの1cm³の中には、約6×10¹⁸の自由電子がある。電子は層間を行ったり来たりする。これが電気を通す理由である。

そのため、他の種類の炭素ではうまく機能しないため、有用なのだ。黒鉛の特性はダイヤモンドとは異なる。黒鉛は、電気的に高速で動くものに使うことができる。鉄鋼や冶金で使用される黒鉛電極は、高品質の黒鉛電極を製造している金順カーボンが製造しています。

- 層構造

グラファイトの薄い層がたくさんある。原子は六角形を形成している。原子は簡単に滑る。ファンデルワールス力という弱い力が層を支えている。層の間隔は3.35Åである。

そのため、電子は層間を行き来することができる。各層は炭素原子間で1.42Åの強い結合を示す。グラファイトの特性は柔らかく、多くの用途に適している。それは、電気をよりよく構成するのに役立っている。ジンサン・カーボンの電極には、最高の性能を発揮するために層状構造が用いられている。

- 高導電性

グラファイトは電気をよく通す。その中でπ電子を自由に動かす。π電子は電子雲を形成し、よりよく機能する。10³S/mまで伝導する。黒鉛は電池や電気工具に使われている。

実際、グラファイトの伝導はほとんどの非金属よりも優れている。電子がどの原子にもくっつかないから、そういう仕組みになっている。鉛筆や電池のような日常的な道具でさえ、このことを実感することができる。

- 異方性伝導

グラファイトでは、電気の流れる方向が異なる。層に沿って非常に速く流れる。ここでは10⁵S/mの電気速度がある。層と層の間は結合が弱く、電気の流れは遅くなる。

電気が一方向にしか流れないからだ。これは層のおかげで可能なのです。ジンサン・カーボンは、お客様のニーズに合った最高品質の異方性導電を保証します。

- 非局在化Π電子

π電子はグラファイトの層を移動する。π電子はグラファイトの層を移動する。実際、電流はグラファイトの中をよく動く。グラファイトの原子はsp²と呼ばれる形をしている。つまり、電子が1つ空いている。電気はニトロセルロースの層を簡単に通り抜けることができる。

黒鉛の熱的性質！

- 高い熱伝導性

グラファイトが特別な理由は、熱の移動が非常に速いことだ。200～800W/m・Kの熱を送ることができる。グラファイトには層があるため、熱は遠くまで伝わります。黒鉛は、本当に熱くなる可能性のある電子機器に使われます。しかし、グラファイトの種類によっては1,700W/m・Kに達するものもあります。

本当に速い！これらの特性は、ヒートシンクなどの部品が冷却する際に利用される。グラファイトの特性は、コンピューターや照明の熱を逃がすのに最適です。

- 放熱

グラファイトは熱を取り除くために作られている。高温の環境ではすぐに冷えてしまい、熱を持ちません。コンピューターのような機械に適している。

グラファイトは700W/m・Kの熱を受け止めることができる。熱を素早く高温の場所から遠くへ拡散させることができる。このようなグラファイトの特性は、機械のオーバーヒートを防ぐのに重要なのだ。CPUやLEDのような働き者のデバイスは、これを証明することができる。

- 耐熱温度

超高温のスーパーコンプレッサーの下にグラファイトを置くと、グラファイトは強いままだ。3,600℃で溶け、それに耐える。オーブンのような環境、あるいは宇宙船のような高温になる場所でも使用できる。炉の中や宇宙ロケットの中など、本当にハードな仕事に最適です。寒くなっても壊れないので、いろいろな場所で使えます。

- 熱膨張

グラファイトは高温になってもあまり形が変わらない。ほとんど成長せず、1～2×10-⁶/℃程度しか成長せず、高温でも曲がったり割れたりしません。そのため、コンピューターなどのように、高温になっても非常に正確に合わなければならないものには最適なのです。

- 比熱容量

グラファイトを保持するためには、それほど多くの熱量を必要としない。比熱容量は720J/kg.K.である。熱くなるためには、多くのエネルギーをポンプで送る必要がある。黒鉛は、電池のように熱を蓄えるものに含まれている。

黒鉛がエネルギーや金属機械に使われるのはそのためだ。すぐに熱くならずに熱を蓄える。

黒鉛の熱的性質に関する表！

黒鉛の構造と原子特性！

- 六角格子

グラファイトのカーボンは本当に小さい。六角形の形をしている。紙の六角形のように平らだ。その間隔は3.35Åである。強い結合はシグマ結合と呼ばれ、原子をつなぎ合わせている。特殊な顕微鏡で見ると、この六角形のパターンを見ることができる。グラファイトはその層を介して電気伝導体である。

この形状のおかげで滑りやすい。鉛筆や機械のように、黒鉛で作られたものがある。黒鉛は強くて柔軟だが、決して強くて硬くはない。この六角形のデザインは、黒鉛の特性にとって重要である。

- デア・ワールス力

グラファイトは触れることができるほど滑らかだ。しかし、これらの層は弱い力のために滑ることがある。ファンデルワールス力はこのような力のことを言う。これは柔らかい接着剤で、層と層の間の接着剤のような働きをする。

層は3.35Å離れている。つまり、これらの弱い結合によって 潤滑油としてのグラファイト.こすると層が動く。これが、黒鉛の特性が鉛筆に最適な理由である。その柔らかさは、ファンデルワールス力の重要性によるものである。

- 層構造

グラファイトは紙の積み重ねである。紙は、実際には炭素原子の層である。層は平らなシート状に並んでいる。層と層の間には弱い力が働いているため、層は離れていない。

しかし、それらは互いにすべり合う。だからグラファイトは簡単には壊れない。3,000℃の熱にも耐えられる。この丈夫な層のおかげで、工場でも重宝されている。層は溶けないし、曲がることさえある。グラファイトが使われる構造や産業にとって、この層は重要なのだ。

- 平面炭素シート

グラファイトは薄い平らな層で構成されている。これらはカーボンシートと呼ばれる。シートはわずか3.35Åしか離れていない。こうして黒鉛は強くなる。

一度炭化させれば、熱と電気をよく通すようになる。この炭素の層がグラファイトの製造に柔軟性を与え、工場で使用される。これらの層は、電池などにも応用できる。黒鉛が特別なのは、炭素の平らなシートだからだ。

- Sp²ハイブリダイゼーション

グラフェンと同様、グラファイトも3方向に結合する炭素原子で構成されている。Sp²ハイブリッド軌道はこれらの結合と呼ばれる。両腕が手をつないでいるようなものである。自由電子は原子1個につき1個。

電子が動き回ることで、電気を通しやすくなる。層は強固だが、この結合のおかげで滑りやすい。黒鉛が鉛筆や機械に使われるのはこのためである。グラファイトの強度と層の動きは、この結合システムによって決定される。

グラファイトの特性に基づく用途!

- 坩堝

グラファイトは強い。非常に高温の場所でも長持ちする。黒鉛はるつぼの材料として使われる。黒鉛は3,000℃の熱を保持することができる。このるつぼで金や銀を溶かすことができる。その グラファイトの特性 はるつぼを丈夫にするのに役立ちます。最初に冷やしても壊れない。

ただし、黒鉛は1,000℃でプレス成形される。このるつぼの密度は1.7g/cm³である。しかし、膨張はあまりなく、わずか4.9×10-⁶/℃である。そのため、何度使用しても長持ちする。

- 耐火物

鉄は耐火物から作られる。これらの材料には黒鉛が含まれている。例えば、最高2500℃の高温の場所で使用されます。例えば、2,500℃にもなるような高温の製鋼炉で使用されます。

グラファイトの特性は、金属が溶けるのを防ぐ。金属は非常に熱くなるからだ。内部には20%のグラファイトがある。これは300w/m・Kの3分の1のオーダーだ。クラックもグラファイトの上で止まります。このため、あらゆるものが飛び火して弱くなるのを長期間防ぐことができる。

- 電極

強い 電極 グラファイトの助けを借りて作られる。100,000アンペアなど、これらの電極は非常に大きな電気を保持することができる。この電極は3,000℃以上で機能する。

グラファイトには特殊な層と呼ばれるものがあり、電気を高速で移動させる。その密度は各電極で1.55～1.60g/cm³である。黒鉛は熱からすべてを守り、層をも守ります。大きな機械では、黒鉛を使って鉄を作ります。超高温になっても、黒鉛は働き続ける。

- バッテリー

エネルギーは電池に蓄えられる。グラファイトはエネルギーを安全に貯蔵する。黒鉛には陽極と呼ばれる小さな部品があり、電池の電力を保持する。その容量は372mAh/gである。

充電すると（グラファイトの）1%だけが成長する。グラファイトの問題は、3,550℃でしか溶けないが、本当に強いということだ。10～25ミクロンの小さなグラファイトのかけらだけが、バッテリー内でエネルギーがスムーズに流れるのを妨げる。これがバッテリー内でエネルギーがスムーズに流れるのを妨げるのだ。

- メカニカルシール

メカニカルシールは漏れを止める。グラファイトシールは丈夫で磨耗しないので使っている。2,500℃の高温でもその役割を果たすことができる。2.2g/cm³と硬く、化学薬品に強い。シールはグラファイト製で滑りやすく、オイルを必要としません。そのため、機械が落下することなく、本当に長い時間機械を動かし続けることができます。

結論

グラファイトは役に立つ。熱の中でも強度を保つ。グラファイトの特性は、機械の中で働くのに役立つ。電池などにも使われている。黒鉛の情報をご覧ください！詳しくは ジンサンカーボン 今すぐだ。