Grafit neden iyi bir elektrik iletkenidir?

Grafit, karbonun doğal olarak oluşan bir formudur. Benzersiz özellikleri ve elektriği iletme kabiliyeti nedeniyle birçok endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu blogda grafitin neden iyi bir elektrik iletkeni olduğunu, avantajlarını ve kullanabileceğiniz farklı uygulamaları inceleyeceğiz.

Giriş

Grafit, altıgen kafes formasyonundaki karbon atomlarından oluşan bir karbon allotropudur. Çin, Hindistan ve Amerika Birleşik Devletleri de dahil olmak üzere dünyanın birçok yerinde doğal olarak bulunan bir mineraldir. Grafit, yağlama özellikleri ve elektrik iletme kabiliyeti ile bilinen yumuşak, siyah ve parlak bir mineraldir.

Grafit çok yönlü bir malzemedir. Eaf gibi çeşitli endüstrilerde kullanılır. ÇELİK ÜRETİMİimalat ve elektronik. Ayrıca belirli türde ürünler de üretmektedir. Pillerboyalar ve yağlayıcılar. Grafit ayrıca yangın geciktiriciler, yalıtım ve yanmaz maddeler gibi yanmaz malzemeler de yapar.

Grafit iyi bir elektrik iletkeni midir?

Evet. Grafit, benzersiz moleküler yapısı ile mükemmel elektrik iletkenliğine sahiptir ve bu da onu mükemmel bir elektrik iletkeni yapar. Bu özellik, değerlik elektronları, her bir karbon atomunun tek tek elektronları ve malzeme içindeki serbest elektronların varlığı dahil olmak üzere çeşitli faktörlere bağlanabilir.

Grafitte karbon atomları, çok sayıda karbon atomunun bulunduğu altıgen bir kafes formasyonunda düzenlenmiştir. Kafesteki her bir karbon atomu, bağlanmada rol oynayan elektronlar olan dört değerlik elektronuna katkıda bulunur. Bu değerlik elektronları, altıgen halkaları oluşturmak için karbon atomlarını birbirine bağlayan katı kovalent bağlara katılır.

Bununla birlikte, grafit yapının katmanları içinde, kovalent bağa dahil olmayan ve karbon atomları tarafından gevşek bir şekilde tutulan serbest elektronlar da vardır. Bu serbest elektronlar hareketlidir ve grafit yapının katmanları içinde serbestçe hareket edebilirler.

Sonuç olarak grafit, serbest elektronlar bir karbon atomundan diğerine hızlı bir şekilde aktarılabildiği için yüksek elektrik iletkenliği sergiler ve elektrik akımının malzeme boyunca verimli bir şekilde akışını kolaylaştırır.

Grafit Elektriği Nasıl İletebilir?

Grafit elektriği "tünelleme" adı verilen bir süreçle iletebilir. Bu süreç, elektronların grafit kafesindeki karbon atomları arasında doğrudan temas olmadan hareket etmesini sağlar. Elektronlar kafes boyunca "tünel açabilir" ve bir bitten diğerine geçebilir. Bu, elektriğin grafit kafes boyunca verimli bir şekilde iletilmesini sağlar.

Ayrıca grafit, elektriğin verimli bir şekilde iletilmesini sağlayan geniş bir yüzey alanına sahiptir. Bunun nedeni, grafit kafes yapısının elektriğin verimli bir şekilde iletilmesini sağlayan çok sayıda küçük deliğe sahip olmasıdır. İnsanlar grafiti genellikle piller ve elektrikli bileşenler gibi yüksek elektrik iletkenliği gerektiren uygulamalarda kullanırlar.

Grafitin Elektrik İletkeni Olarak Kullanılmasının Avantajları

İlk olarak, elektronların hareketine daha elverişli olan nispeten düşük dirençli moleküler yapısı nedeniyle verimli bir elektrik iletkenidir.

Ayrıca grafit korozyona ve oksidasyona karşı dirençlidir ve çoğu kimyasal madde veya gazla reaksiyona girmez. Düşük sıcaklıklarda inerttir ve 450°C'ye kadar oksitlenmez. Aynı zamanda ısıyı verimli bir şekilde iletebilir ve yüksek bir erime noktasına sahiptir. Etkili bir termal iletken olarak, ısının hızlı transferine elverişlidir.

Sonunda, grafit yüksek sıcaklıkta mekanik dayanıma sahiptir. Mekanik mukavemet ortalama sıcaklıkta yüksek değildir, ancak sıcaklık yükseldikçe artacaktır. 2000-2500 santigrat derece arasında, mekanik mukavemet oda sıcaklığının yaklaşık iki katıdır ve mukavemeti diğer tüm malzemelerden daha yüksektir. Örneğin, grafit elektrotlar elektrik ark ocaklı çelik üretiminde kullanılır.

Uygulamalar

Grafit, birçok benzersiz özelliğe sahip çok yönlü bir malzemedir. İnsanlar grafiti 19. yüzyıldan beri elektrik iletkenlerinde kullanmaktadır ve günümüz grafit iletkenleri artık çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır. İnsanlar grafiti genellikle endüstride kullanmaktadır, örneğin grafit elektrotlaryarı iletkenler, piller ve yakıt hücreleri. Ayrıca cep telefonları ve bilgisayarlar gibi tüketici elektroniğinde ve elektrikli araçlarda da kullanılabilir.

Grafitin bir elektrik iletkeni olarak kullanılması enerji verimliliği açısından da faydalıdır. Grafitin düşük elektrik direnci, ısıya daha az enerji kaybedilmesi anlamına gelir ve bu da daha verimli elektrik kullanımıyla sonuçlanabilir. Bu, enerji maliyetlerinin ve emisyonların azaltılması üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir. Endüstriyel uygulamalarda, grafit elektrotlar elektrik ark fırınlarında, şu anda mevcut olan tek iletken hammadde olan çeliği eritmek için iyi iletkenler olarak kullanılır.

Sonuç

Grafit, benzersiz moleküler yapısı ve geniş yüzey alanı nedeniyle iyi bir elektrik iletkenidir. Yüksek verimli bir elektrik iletkenidir ve korozyona ve oksidasyona karşı dayanıklıdır. Aynı zamanda hafif ve dayanıklıdır, bu da onu çeşitli uygulamalarda kullanışlı hale getirir.