Wat is colloïdaal grafiet?

Op het gebied van materiaalkunde valt colloïdaal grafiet op door zijn unieke eigenschappen en brede toepassing. En het is de focus geworden van wetenschappelijk onderzoek en engineering. Het verschilt van traditioneel grafiet en andere materialen van micro tot macro, en is onmisbaar in de moderne industrie en op hightech gebieden. Een goed begrip ervan is bevorderlijk voor het materiaalgebruik en kan ook inspiratie bieden voor nieuw materiaalonderzoek en -ontwikkeling.

Basisdefinitie en samenstelling van colloïdaal grafiet

Colloïdaal grafiet is in wezen een sterk gedispergeerd colloïdaal grafietsysteem, bestaande uit grafietdeeltjes die uniform gedispergeerd zijn in een specifiek dispersiemedium. Grafiet is een gedispergeerde fase en het dispersiemedium is water, organische oplosmiddelen, enz.

Als allotroop van koolstof heeft grafiet een gelaagde structuur. De koolstofatomen in de laag vormen een hexagonaal plat netwerk met covalente bindingen. De lagen worden beïnvloed door zwakke van der Waals krachten. Dit geeft grafiet unieke eigenschappen en legt de basis voor de prestaties van colloïdaal grafiet. Bij colloïdaal grafiet ligt de grootte van de grafietdeeltjes in de colloïdale categorie van 1-1000 nanometer. Na een speciale behandeling en dispersieproces vormt de stabiele suspensie een uniforme en stabiele oplossing of suspensie. Dit combineert de eigenschappen van grafiet en de speciale eigenschappen van colloïdaal grafiet, wat de mogelijkheid biedt voor vele toepassingsgebieden.

Unieke eigenschappen van colloïdaal grafiet

Elektrische geleidbaarheid

Grafiet heeft een gelaagde structuur en covalente bindingen tussen koolstofatomen zorgen ervoor dat elke laag vrij bewegende valentie-elektronen heeft. Dit is vergelijkbaar met metaalgas met vrije elektronen, waardoor het een goed elektrisch geleidingsvermogen heeft. Na het colloïdale proces kunnen de vrije elektronen, zelfs als de deeltjes gedispergeerd zijn, nog steeds lading overdragen tussen de deeltjes en de ionen in het dispergeermedium. Hierdoor behoudt het colloïdaal grafiet zijn uitstekende elektrische geleidbaarheid als geheel. En je kunt het op grote schaal gebruiken bij de productie van geleidende coatings, elektrodematerialen en andere elektronische gebieden.

Smering

Door de gelaagde structuur van grafiet is de van der Waals kracht tussen de lagen zwak. Elke laag glijdt gemakkelijk relatief, wat van nature gesmeerd wordt, en colloïdaal grafiet behoudt ook deze eigenschap. Wanneer het op het wrijvingsoppervlak wordt aangebracht, vormen de grafietdeeltjes een smeerfilm die de wrijvings- en slijtagecoëfficiënt vermindert. De hoge dispersie kan gelijkmatig worden verdeeld over complexe oppervlakken en zorgt voor een uitgebreide en langdurige smering. En het heeft aanzienlijke voordelen in speciale mechanische omstandigheden zoals hoge temperatuur en hoge belasting.

Thermische stabiliteit

Grafiet is een materiaal dat bestand is tegen hoge temperaturen. Zelfs bij temperaturen van duizenden graden Celsius blijft de kristalstructuur relatief stabiel. Nadat het colloïdaal grafiet is gemaakt, kan het stabiel blijven zolang het dispersiemedium bestand is tegen de bijbehorende temperatuur. Je kunt het dus gebruiken in scenario's met hoge eisen aan de thermische stabiliteit. Zoals afdichting van ovens bij hoge temperaturen en warmteafvoer van apparatuur bij hoge temperaturen.

Dispersiestabiliteit

Met behulp van een speciaal dispersieproces en een geschikt dispergeermiddel kunnen grafietdeeltjes gelijkmatig en stabiel worden gedispergeerd in het dispergeermiddel. En ze kunnen niet lang agglomereren en neerslaan, waardoor de prestaties van colloïdaal grafiet consistent zijn bij opslag en gebruik. Het is geschikt voor coating, spuiten en andere verwerkingsprocessen en kan gelijkmatig worden bevestigd aan verschillende matrixoppervlakken. Vorm een coating of film met uniforme prestaties en voldoe aan de behoefte aan materiaaluniformiteit in verschillende scenario's.

Hoe maak je colloïdaal grafiet?

Mechanische slijpmethode

Dit is een veelgebruikt proces voor het bereiden van colloïdaal grafiet. Via de kogelmolen, zandmolen en andere apparatuur worden grafietgrondstoffen lange tijd gemalen en worden de grote deeltjes geleidelijk aan tot colloïdaal formaat vermalen. Tijdens het malen kan het toevoegen van een geschikte hoeveelheid dispergeermiddel en maalhulp voorkomen dat grafietdeeltjes zich weer samenvoegen en de maalefficiëntie verbeteren. De apparatuur is eenvoudig, de kosten zijn niet hoog, dus het is geschikt voor productie op grote schaal. Het maalproces is echter gemakkelijk om onzuiverheden te mengen, wat de zuiverheid en prestaties van colloïdaal grafiet zal beïnvloeden. En het is moeilijk om de grootteverdeling van grafietdeeltjes nauwkeurig te controleren, wat resulteert in een ongelijke productkwaliteit.

Ultrasone dispersiemethode

Deze wordt gebruikt om grafietdeeltjes te dispergeren door middel van ultrasone cavitatie. Wanneer de ultrasone golf zich voortplant in het dispergeermedium, zal deze gebieden met hoge druk en lage druk genereren om cavitatiebellen te vormen. De bellen storten snel in elkaar onder hoge druk, waardoor schokgolven en microjets ontstaan. Dit oefent een sterke schuifkracht uit op de grafietdeeltjes, waardoor ze uiteenvallen en gelijkmatig dispergeren. Met deze methode kan in korte tijd een zeer efficiënte dispersie worden bereikt en colloïdaal grafiet met een smalle deeltjesgrootteverdeling worden verkregen. De kosten van de apparatuur zijn echter hoog, de output is laag en er zijn bepaalde beperkingen bij massaproductie.

Chemische afschilfering

Deze methode vernietigt of verzwakt de chemische binding tussen de grafietlagen door een chemische reactie. Zo wordt de grafietlagenstructuur gestript tot een enkel of meerlaags grafeenblad. Vervolgens wordt het gedispergeerd tot colloïdaal grafiet in een dispersiemedium. De gebruikelijke methode is REDOX. Ten eerste, grafiet oxideren met een sterk oxidatiemiddel, waarbij zuurstofhoudende functionele groepen worden toegevoegd om de laagafstand te vergroten. Vervolgens worden de functionele groepen verwijderd door een reductiereactie om grafiet te krijgen. Deze methode kan het aantal en de grootte van de grafietlagen nauwkeurig regelen en het bereide colloïdaal grafiet is van hoge kwaliteit en levert uitstekende prestaties. Het proces is echter ingewikkeld, de chemische reagentia kunnen het milieu vervuilen en de productiekosten zijn hoog.

Toepassingsgebieden van colloïdaal grafiet

Elektronisch veld

Je kunt colloïdaal grafiet op grote schaal gebruiken in de elektronica vanwege zijn uitstekende elektrische geleidbaarheid en bewerkbaarheid. Het kan bijvoorbeeld worden gebruikt voor de productie van geleidende inkt. Door technologie op het substraat te printen om circuits, elektroden en andere componenten te produceren, wordt het toegepast op flexibele elektronische apparaten en andere producten. Je kunt het ook gebruiken als een elektronisch verpakkingsadditief om de elektrische geleiding en warmteafvoer te verbeteren. En het zorgt ook voor een stabiele werking van elektronische apparatuur.

Werktuigbouwkunde

Op het gebied van machinebouw kun je het gebruiken als smeermiddel en slijtvast coatingmateriaal. Voor wrijvingsonderdelen van apparatuur kan het wrijving verminderen, slijtage verminderen en de efficiëntie en levensduur verbeteren. Door het op het oppervlak van onderdelen aan te brengen, kan het een slijtvaste coating vormen, die de hardheid en slijtvastheid verbetert. Speciaal geschikt voor hoge temperaturen, hoog vacuüm en andere speciale mechanische omgevingen.

Energieveld

Op energiegebied speelt het een sleutelrol in batterijen en zonnecellen. Als negatief elektrodemateriaal in lithium-ionbatterijen bevordert het de activiteit van lithiumionen en verbetert het de lading, ontlading en levensduur van de cyclus. Je kunt het gebruiken om transparante geleidende elektroden te maken in zonnecellen om de foto-elektrische omzettingsefficiëntie te verbeteren. En je kunt het ook gebruiken in supercondensatoren, wat de energieopslagprestaties verbetert.

Andere velden

In de lucht- en ruimtevaart kan het vanwege zijn goede thermische stabiliteit en smering worden gebruikt voor de smering van motoronderdelen bij hoge temperaturen en de thermische bescherming van vliegtuigen. In de biogeneeskunde wordt het gebruikt als draagstof voor medicijnen. Ook in de bouw kun je het toevoegen aan verf, waardoor het elektrische geleidbaarheid en antistatische eigenschappen krijgt en stofadsorptie voorkomt.

Conclusie

Colloïdaal grafiet heeft unieke eigenschappen en brede toepassingsmogelijkheden. En het speelt een belangrijke rol in elektronicamachines, energie en andere gebieden vanwege de voordelen van elektrisch geleidingsvermogen en smering. Het kan worden bereid door mechanisch slijpen en andere processen om aan verschillende behoeften te voldoen. Met de ontwikkeling van wetenschap en technologie zal het bereidingsproces continu worden geoptimaliseerd en zullen er meer toepassingen komen.

Als je colloïdaal grafiet wilt kopen, neem dan nu contact met ons op.