흑연 플레이크

플레이크 흑연은 층상 구조를 가진 비금속 도체입니다. 천연 결정성 흑연에 속하며 천연 변성암에서 흔히 발견되며 고온과 고압에서 변성되어 형성된 탄소질 물질입니다. 용도에 따라 플레이크 흑연의 크기와 순도도 나뉩니다.

플레이크 흑연의 특별한 미세 구조

흑연은 탄소 원자가 육각형 격자로 이루어진 흑연 층으로 구성되어 있습니다. 층들은 반데르발스 힘에 의해 상호 작용하고 쌓여 물고기 비늘의 층 구조처럼 층과 층 사이에 일정한 간격을 두고 있습니다. 플레이크 흑연의 특수한 구조 덕분에 전도성이 우수할 뿐만 아니라 윤활 특성도 우수합니다.

흑연 플레이크 특성:

• 높은 내열성: 흑연은 구조적 무결성을 잃지 않고 극한의 온도를 견딜 수 있으며 녹는점은 3850 ± 50 ℃, 끓는점은 4250 ℃입니다. 따라서 초고온 연소 후에도 흑연의 무게 손실과 열팽창 계수는 매우 작습니다. 그리고 흑연의 강도는 온도가 증가함에 따라 강화되며 2000 ℃에서 흑연의 강도는 두 배가됩니다.
• 전기 및 열 전도성: 흑연의 전기 전도도는 일반 비금속 광석보다 100배 이상 높습니다. 강철, 철, 납 및 기타 여러 금속 재료보다 열전도율이 높습니다. 열전도율은 온도가 상승함에 따라 감소하며, 극도로 높은 온도에서도 흑연은 단열재가 될 수 있습니다. 흑연 플레이크는 열전도율이 우수하여 전자 장치의 라디에이터 및 냉각 부품 제조에 매우 적합하다는 것을 알 수 있습니다.
• 윤활성: 흑연 플레이크의 흑연 스쿼마가 더 크고 흑연의 윤활 성능은 흑연 스쿼마의 크기에 따라 달라집니다. 스쿼마가 클수록 마찰 계수가 작을수록 윤활 성능이 향상됩니다. 따라서 흑연 플레이크는 윤활성이 우수합니다.
• 화학적 안정성: 흑연은 실온에서 화학적 안정성이 우수하며 대부분의 산성 및 알칼리성 환경에서 안정적으로 유지될 수 있습니다. 다른 물질과 반응하기 쉽지 않으며 산, 알칼리 및 유기 용매 부식에 저항할 수 있습니다. 따라서 흑연 플레이크를 방부제로 사용할 수 있습니다.
• 가소성: 흑연의 인성이 좋고, 흑연 플레이크가 얇아 흑연의 장점을 하나로 집약했다고 할 수 있습니다.

흑연 플레이크의 용도는 무엇인가요?

• 탄소 첨가제:

흑연 플레이크는 다양한 야금 공정에서 탄소 첨가제로 사용하여 강철 및 합금철의 탄소 함량을 높일 수 있습니다. 재료의 경도, 강도, 가소성 및 인성을 향상시킬 수 있습니다. 흑연을 첨가하면 합금의 조성을 특정 요구 사항을 충족하도록 조정하여 최종 제품의 성능을 향상시킬 수도 있습니다.

• 윤활유 :

흑연 플레이크의 흑연 스쿼마는 서로 미끄러질 수 있는 층상 구조를 가지고 있기 때문에 흑연 플레이크는 우수한 건식 윤활제입니다. 고온, 고압의 기존 윤활유로는 달성할 수 없는 고온, 고압 환경과 달리 윤활유고온 저항 특성이 있습니다. 흑연 플레이크 윤활제는 기계, 기어 및 베어링에서 마찰과 마모를 줄이기 위해 사용됩니다.

• 첨가제: 

흑연 플레이크는 고무, 플라스틱 및 기타 복합 재료에 첨가하여 기계적 및 전기적 특성을 개선할 수 있습니다. 또한 고무에서 흑연은 전기 전도성과 내마모성을 향상시킵니다. 플라스틱에서는 전기 전도성과 열 안정성을 부여하여 다양한 산업 분야에 적합한 소재가 될 수 있습니다.

• 전자 산업:

Apple 는 많은 제품에 냉각 소재로 흑연 플레이크를 사용하여 열전도율이 높은 흑연 플레이크의 장점을 살려 열을 효과적으로 관리합니다.

• 자동차 산업:

Tesla 는 배터리 팩의 온도를 조절하기 위해 흑연 소재를 전기차 배터리 관리 시스템에 통합했습니다. 이는 시스템의 효율성과 안전성을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.

• 항공우주:

보잉과 에어버스 모두 흑연 복합재를 상용 항공기 프로그램에 도입하여 중량 대비 강도 비율과 열적 특성의 이점을 누리고 있습니다.

• 배터리 애플리케이션:

흑연 플레이크는 리튬 이온 배터리의 핵심 구성 요소이며 음극 재료로 사용할 수 있습니다. 리튬 이온을 담을 수 있어 에너지 저장 솔루션에 없어서는 안 될 소재입니다.

• 부식 방지:

흑연 플레이크는 화학적으로 매우 안정적이며 부식성 물질에 대한 장벽 역할을 하여 금속을 부식으로부터 보호할 수 있습니다. 이 기능은 내식성이 중요한 해양 및 해양 애플리케이션에 유용합니다.

• 주철의 흑연 조각:

야금 분야, 특히 회주철 생산에서 흑연 플레이크는 중요한 역할을 합니다. 뜨거운 금속의 응고 과정에서 탄소 함량이 액상에서 침전되면서 흑연 플레이크가 자연적으로 형성됩니다. 이 플레이크는 금속의 미세 구조를 변경하여 다음과 같은 형성을 돕습니다. 흑연 결절이 아닌 시멘타이트입니다. 또한 이러한 변화는 주철의 기계적 특성을 향상시켜 내구성과 강도가 필요한 애플리케이션에 중요한 인성과 내마모성을 향상시킵니다.

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