Что такое коллоидный графит?

В области материаловедения коллоидный графит выделяется своими уникальными свойствами и широким применением. Он стал объектом научных исследований и инженерных разработок. Он отличается от традиционного графита и других материалов от микро до макро, и незаменим в современной промышленности и высокотехнологичных областях. Глубокое понимание его свойств способствует использованию материала, а также может вдохновить на исследования и разработку новых материалов.

Основное определение и состав коллоидного графита

Коллоидный графит - это, по сути, высокодисперсная коллоидная система графита, состоящая из частиц графита, равномерно диспергированных в определенной дисперсионной среде. Графит является дисперсной фазой, а дисперсионная среда - это вода, органические растворители и т.д.

Будучи аллотропом углерода, графит имеет слоистую структуру, атомы углерода в слое образуют гексагональную планарную сеть с ковалентными связями. На слои действуют слабые ван-дер-ваальсовы силы. Это придает графиту уникальные свойства и закладывает основу для создания коллоидного графита. В коллоидном графите размер частиц графита находится в категории 1-1000 нанометров. После специальной обработки и процесса диспергирования стабильная суспензия образует однородный и стабильный раствор или суспензию. Это сочетает в себе характеристики графита и особые свойства коллоида, обеспечивая возможность применения во многих областях.

Уникальные свойства коллоидного графита

Электропроводность

Графит имеет слоистую структуру, и благодаря ковалентным связям между атомами углерода каждый слой имеет свободно перемещающиеся валентные электроны. Это напоминает металлический газ со свободными электронами, что обеспечивает ему хорошую электропроводность. После коллоидирования, даже если частицы диспергированы, свободные электроны все еще могут переносить заряд между частицами и ионами дисперсионной среды. Это позволяет коллоидному графиту сохранять отличную электропроводность в целом. И вы можете широко использовать его в производстве проводящих покрытий, электродных материалов и других электронных областях.

Смазка

Благодаря слоистой структуре графита, ван-дер-ваальсовы силы между слоями слабы. Каждый слой легко скользит относительно друг друга, что является естественной смазкой, и коллоидный графит также сохраняет эту характеристику. При нанесении его на поверхность трения частицы графита образуют смазочную пленку, снижая коэффициент трения и износа. Его высокая дисперсность позволяет равномерно распределять его на сложных поверхностях, обеспечивая комплексное и длительное смазывание. Кроме того, она имеет значительные преимущества в особых механических условиях, таких как высокая температура и высокая нагрузка.

Термическая стабильность

Графит - материал, устойчивый к высоким температурам. Даже при температурах в тысячи градусов Цельсия кристаллическая структура остается относительно стабильной. После превращения в коллоидный графит он может сохранять стабильные характеристики до тех пор, пока дисперсионная среда выдерживает соответствующую температуру. Поэтому его можно использовать в сценариях с высокими требованиями к термической стабильности. Например, для уплотнения высокотемпературных печей и отвода тепла от высокотемпературного оборудования.

Стабильность дисперсии

С помощью специального процесса диспергирования и подходящего диспергатора частицы графита могут быть равномерно и стабильно диспергированы в дисперсионной среде. Они не могут агломерироваться и выпадать в осадок в течение длительного времени, что обеспечивает постоянство характеристик коллоидного графита при хранении и использовании. Он удобен для нанесения покрытий, распыления и других операций обработки, а также может равномерно прикрепляться к различным поверхностям матрицы. Для формирования покрытия или пленки с однородными характеристиками и удовлетворения потребностей в однородности материала в различных сценариях.

Как получить коллоидный графит?

Механический метод шлифования

Это обычный процесс приготовления коллоидного графита. С помощью шаровой мельницы, песочной мельницы и другого оборудования долгое время измельчают графитовое сырье, а крупные частицы постепенно дробят до коллоидного размера. Во время измельчения добавление соответствующего количества диспергатора и вспомогательного средства для измельчения может предотвратить воссоединение частиц графита и повысить эффективность измельчения. Его оборудование простое, стоимость невысока, поэтому он подходит для крупномасштабного производства. Однако в процессе измельчения легко смешать примеси, что повлияет на чистоту и эффективность коллоидного графита. И трудно точно контролировать распределение частиц графита по размерам, что приводит к неравномерному качеству продукта.

Ультразвуковой метод диспергирования

Он используется для диспергирования частиц графита с помощью ультразвуковой кавитации. Когда ультразвуковая волна распространяется в диспергирующей среде, она создает области высокого и низкого давления, образуя кавитационные пузырьки. Под высоким давлением пузырьки быстро схлопываются, создавая ударные волны и микроструи. Это оказывает сильное сдвигающее воздействие на частицы графита, заставляя их разрушаться и равномерно диспергироваться. Этот метод позволяет добиться высокой эффективности диспергирования за короткое время и получить коллоидный графит с узким гранулометрическим составом. Однако стоимость оборудования высока, производительность низка, и существуют определенные ограничения для массового производства.

Метод химического отшелушивания

Этот метод разрушает или ослабляет химическую связь между слоями графита путем химической реакции. Таким образом, слоистая структура графита разрушается, образуя однослойный или многослойный графеновый лист. Затем он диспергируется в коллоидный графит в дисперсионной среде. Распространенным методом является REDOX. Во-первых, окислять графит с сильным окислителем, вводя кислородсодержащие функциональные группы для увеличения расстояния между слоями. Затем функциональные группы удаляются реакцией восстановления, и получается графен. Этот метод позволяет точно контролировать количество и размер графитовых слоев, а полученный коллоидный графит отличается высоким качеством и отличными эксплуатационными характеристиками. Однако этот процесс сложен, химические реагенты могут привести к загрязнению окружающей среды, а стоимость производства высока.

Области применения коллоидного графита

Электронное поле

Коллоидный графит можно широко использовать в электронной промышленности благодаря его отличной электропроводности и обрабатываемости. Например, его можно использовать для изготовления проводящих чернил. Благодаря технологии печати на подложке для получения схем, электродов и других компонентов, он применяется в гибких электронных устройствах и других продуктах. Кроме того, его можно использовать в качестве добавки для электронной упаковки, чтобы улучшить электропроводность и теплоотдачу. Кроме того, он обеспечивает стабильную работу электронного оборудования.

Область машиностроения

В машиностроении его можно использовать в качестве смазки и износостойкого материала для покрытий. Для деталей трения оборудования он может уменьшить трение, снизить износ, повысить эффективность и срок службы. Нанесение его на поверхность деталей может образовать износостойкое покрытие, которое повышает твердость и износостойкость. Особенно подходит для высокой температуры, высокого вакуума и других специальных механических условий.

Энергетическое поле

В области энергетики он играет ключевую роль в аккумуляторах и солнечных батареях. В качестве материала отрицательного электрода в литий-ионных батареях он способствует активности ионов лития, улучшает заряд и разряд, а также срок службы цикла. Его можно использовать для приготовления прозрачных проводящих электродов в солнечных батареях, чтобы повысить эффективность фотоэлектрического преобразования. Также его можно использовать в суперконденсаторах, что улучшает характеристики хранения энергии.

Другие поля

В аэрокосмической отрасли, благодаря хорошей термостабильности и смазке, его можно использовать для смазки высокотемпературных деталей двигателей и тепловой защиты самолетов. В биомедицине его используют в качестве носителя лекарств. Также в строительной сфере его можно добавлять в краску, придавая ей электропроводность и антистатические свойства, предотвращая адсорбцию пыли.

Заключение

Коллоидный графит обладает уникальными свойствами и широкими возможностями применения. Он играет важную роль в электроника, машиностроение, энергетика и другие области благодаря своим преимуществам электропроводности и смазывающей способности. Он может быть подготовлен путем механического измельчения и других процессов для удовлетворения различных потребностей. С развитием науки и техники, процесс его подготовки будет постоянно оптимизироваться, и он будет иметь больше применений.

Если вам нужно купить коллоидный графит, свяжитесь с нами прямо сейчас.