Grafit Ne Renktir?

Hayatta ve endüstride grafit son derece yaygın ve önemlidir, kurşun kalem uçlarından havacılık ve uzay alanlarına kadar onun figürü vardır. Grafitin rengi söz konusu olduğunda, çoğumuz siyah olduğunu düşünürüz. Aslında rengi çeşitli faktörlerden etkilenir ve farklı sahnelerde kendine özgü bir anlamı vardır.

Grafitin doğal rengi

Özünde, saf grafit siyaha yakın koyu gri görünür. Bu, iç atomik yapısı ve elektron bulutu dağılımı tarafından belirlenir. Grafit, karbon atomlarının kovalent olarak bağlandığı ve katmanların zayıf van der Waals kuvvetleriyle bağlandığı tipik bir katmanlı kristal yapıya sahiptir. Bu yapı, karbon atomlarının özel bir elektron dağılımına sahip olmasını sağlar ve elektronlar katman içinde nispeten serbestçe hareket edebilir. Işık grafitin yüzeyine çarptığında, görünür ışığın çoğu emilir. Ve sadece az miktarda ışık geri yansır, bu da grafite koyu gri ila siyah bir görünüm verir.

Doğada, basit madencilik ve grafit cevherinin ön saflaştırılmasından sonra, gördüğümüz grafit hammaddeleri temelde bu tipik koyu griyi gösterir. Tek tip renge, ince dokuya ve dokunulduğunda yağlı bir hisse sahiptir. Bu aynı zamanda grafitin özel katmanlı yapısını da gösteren önemli bir özelliğidir.

Grafitin rengini etkileyen faktörler

Safsızlıkların etkisi

Grafit, madencilik, işleme ve uygulama sırasında safsızlıklarla kolayca karışır ve daha sonra renk değiştirir. Metal safsızlığı demir gibi, atomik elektronik yapısı karbon atomlarınınkinden farklıdır. Ve ışığın belirli dalga boyları için benzersiz bir emilime sahiptir. Demir içeriği arttıkça, grafit kahverengi veya koyu kahverengi görünecektir. Çünkü demir, grafitin orijinal ışık emilimini ve yansımasını engeller.

Organik safsızlıkların da etkisi vardır. Grafitin içinde ve dışında filmler veya inklüzyonlar oluşturarak koyu grafit rengine ve diğer tonlara neden olurlar. Örneğin, eser miktarda humus içerdiğinde grafit hafif grimsi koyu kahverengidir. Bu, organik safsızlıkların kendi renginin ve grafit ile etkileşiminin sonucudur. Safsızlıklar grafitin optik özelliklerini değiştirir ve sonunda rengini değiştirir.

İşleme yönteminin etkisi

İşleme yönteminin grafitin rengi üzerinde belirgin bir etkisi vardır. Öğütme sırasında grafit ince bir toz haline gelir ve rengi daha koyu olur. Tozun spesifik yüzey alanı büyük olduğundan, ışık parçacıklar arasında birçok kez dağılır ve emilir. Ve yansıyan ışık daha azdır. Örneğin, kurşun kalem üretiminde, öğütülmüş grafitin rengi grafit tozu orijinal hammaddeden daha koyudur. Siyah izler bırakması kolaydır.

Yüksek sıcaklık grafitin iç yapısını düzenleyebilir, safsızlıkları giderebilir veya kimyasal reaksiyonları tetikleyebilir, rengi daha saf hale getirebilir. Ancak, sıcaklık çok yüksekse ve süre çok uzunsa, grafit oksitlenecektir. Ve yüzeyde oksit filmi oluşacak, renk grimsi siyah veya hatta grimsi beyaz olacaktır. Farklı işleme yöntemleri grafitin durumunu değiştirerek ve ışık üzerindeki etkisini ayarlayarak renk değişimi sağlar.

Mikroyapı değişiklikleri şunları etkiler

Grafit mikro yapısının değişmesi rengi de değiştirecektir. Katmanlı yapı dış kuvvetler tarafından bozulduğunda veya deforme edildiğinde veya katman aralığı değiştiğinde, renk değişecektir. Örneğin, mekanik sıyırma ile daha az grafen katmanının hazırlanması. Katman sayısının azalması ve mikro yapının değişmesi nedeniyle, mavi ve yeşil gibi girişim rengi belirli alt tabaka üzerinde görünecektir. Bu, çok katmanlı film yapısında ışığın girişiminden kaynaklanır.

Kimyasal interkalasyon mikro yapıyı ve rengi de değiştirebilir. Potasyum atomları, bronz veya altın rengine dönüşen interkalasyon bileşikleri oluşturmak için grafit katmanları arasına yerleştirilir. İnterkalasyon atomları grafitin elektron ve bant yapısını değiştirdiğinden, ışığın emilim ve emisyon özelliklerini etkiler. Esasen grafit ve ışık arasındaki etkileşimi değiştirir ve renk değişimi sağlar.

Farklı uygulamalarda grafit renginin somutlaştırılması ve önemi

Kalem üretimi

Kurşun kalem üretiminde grafit rengi önemli bir performans göstergesidir. Kurşun kalem ucu, oranı sertliği ve rengi belirleyen kil ile karıştırılmış grafitten yapılır. Grafit daha koyu renklidir, 2B kurşun kalem gibi yazı izleri belirgindir, resim kartı, eskiz için uygundur. Daha fazla kil sertliği, açık renk, HB kalem oranı orta düzeydedir, günlük yazı için uygundur. İnsanların farklı yazma ve boyama ihtiyaçlarını karşılamak için.

Akü alanı

Pil alanında, grafitin rengi performans kalitesini yansıtabilir. Grafiti genellikle lityum iyon piller için negatif elektrot malzemesi olarak kullanabilirsiniz. Ve yüksek kaliteli grafit negatif elektrot, yüksek kristallik, daha az kirlilik ve kararlı yapıya işaret eden düzgün bir şekilde siyahtır. Bu, lityum iyonunun gömülmesine ve çıkarılmasına elverişlidir, pil şarj ve deşarj verimliliğini ve döngü ömrünü sağlar. Renk gri veya düzensizse, kirlilikler, yapısal kusurlar ve diğer sorunlar olabilir ve bu da pil performansının düşük olmasına neden olur.

Malzeme kaplama

Malzeme için grafit kullanırken kaplamarenk önemlidir. Antikorozif kaplamada grafit kaplama antikorozif olabilir ve siyah görünüm de dekoratif bir etkiye sahiptir. Havacılık ve uzay alanında, grafit matris kompozit kaplamanın rengi güzellik ve termal radyasyon performansı ile ilgilidir. Ve siyah kaplama, uçağın yüzey sıcaklığını etkili bir şekilde ayarlayabilir. Böylece aşırı ortamlarda istikrarlı bir şekilde çalışabilir.

Özel grafit malzemelerin rengi

Nano grafit

Nanometre grafit, grafit malzemelerin nanometre mertebesindeki boyutunu ifade eder. Renk performansı geleneksel grafitten farklıdır. Kuantum boyutu etkisi ve yüzey etkisi nedeniyle, nano grafit genellikle çözeltide kahverengimsi siyah veya koyu kahverengidir. Yığın grafitin koyu gri veya siyahından açıkça farklıdır. Bunun nedeni nano ölçekli grafit parçacık boyutunun görünür ışığın dalga boyuna yakın olmasıdır. Işık, nanoparçacık yüzeyinde güçlü bir şekilde saçılır ve emilir, bu da renginde bir değişikliğe neden olur. Buna ek olarak, nano grafitin yüzeyine genellikle bazı aktif gruplar eşlik eder. Bu da ışığın emilimini ve yansımasını etkileyerek rengini daha da değiştirir.

Modifiye grafit

Modifiye grafit, grafitin fiziksel veya kimyasal yöntemlerle modifiye edilmesiyle elde edilen bir malzemedir ve renkleri de aynı derecede çeşitlidir. Örneğin, grafit yüzey oksidasyonu ile modifiye edildiğinde, yüzeye çok sayıda oksijen içeren fonksiyonel grup eklenir. Bu da grafiti daha açık renkli yapar ve grimsi siyah veya açık gri görünebilir. Akımsız kaplama ve diğer yöntemlerle grafit yüzeyinde biriktirilen modifiye grafitin rengi, biriktirilen malzemeye bağlıdır. Grafitin yüzeyine gümüş kaplanırsa, modifiye grafit gümüş grisi gösterecektir. Bu renk değişimi sadece grafit malzemenin görünümünü zenginleştirmekle kalmaz, aynı zamanda ona yeni özellikler de kazandırır. Böylece elektronik, optik ve diğer alanlarda daha geniş bir uygulama yelpazesine sahip olur.

Sonuç

Grafitin rengi tek değildir, doğal rengi koyu gri ve neredeyse siyahtır. Ancak safsızlıklardan, işleme yöntemlerinden, mikro yapıdan ve diğer faktörlerden etkilenir. Farklı alanlarda, rengi malzeme özellikleri ve pratik önemi ile ilişkilidir. Ve özel grafit malzemeler de benzersiz renk özellikleri gösterir.