Grafit Kompozit Bir Malzeme midir?

Grafit genellikle kompozit malzemelerin hazırlanmasında takviye fazı olarak kullanılır ve geniş bir uygulama alanına sahiptir. Bununla birlikte, grafitin kompozit bir malzeme olup olmadığı sıklıkla tartışılmaktadır. Malzeme biliminin tanımına dayanarak, bu makalede grafitin bileşimini ve yapısını tartışacağız. Ve grafit ile kompozit malzemeler arasındaki temel farkı açıklayacağız.

Kompozit Malzemelerin Analizi

Tanım Açıklama

Tam anlamıyla kompozit malzemeler, farklı özelliklere sahip iki veya daha fazla malzemeden oluşur. Fiziksel veya kimyasal yöntemlerle makro (mikro) düzeyde yeni özelliklere sahip malzemeler oluştururlar. Bu bileşen malzemeler kompozit içinde göreceli bağımsızlıklarını korurlar. Ve kompozite tek bir malzemenin sahip olamayacağı özellikler kazandırmak için birbirleriyle işbirliği içinde çalışırlar. Cam elyaf takviyeli plastikler gibi. Cam elyafı yüksek mukavemet ve sertlik sağlarken, plastik malzemeye iyi şekillendirilebilirlik ve kimyasal direnç kazandırır. Ve bunlar bir araya gelerek mükemmel performansa sahip bir kompozit malzeme oluşturur.

Temel Özellikler

İlk olarak, kompozit malzeme tasarlanabilir. Farklı kullanım gereksinimlerine göre farklı bileşim malzemeleri ve kompozit yöntemler seçebilirsiniz. Böylece kompozit malzemelerin performansını doğru bir şekilde kontrol edebilirsiniz. İkinci olarak, kompozitler kendilerini oluşturan malzemelerin basit süperpozisyonlarından daha iyi performans gösterme eğilimindedir, buna "sinerji" denir. Buna ek olarak, kompozit malzemenin bileşenleri arasında belirgin bir arayüz vardır. Bu arayüzün özellikleri, kompozit malzemenin genel özellikleri üzerinde çok önemli bir etkiye sahiptir.

Grafitin Doğasının Keşfi

Grafitin Oluşumu

Doğal Grafit

Uzun bir jeolojik zamandan sonra organik maddenin metamorfizması ile oluşur ve metamorfik kayaçlarda bulunur. Kristal formuna göre kristalin ve kriptokristalin grafit olarak ikiye ayrılır. İlki iyi elektrik iletkenliğine ve kayganlığa sahiptir ve ikincisi geniş spesifik yüzey alanına sahiptir.

Yapay Grafit

Petrol kokundan ve diğer karbon içeren hammaddelerden yüksek sıcaklıkta grafitleştirme ile hazırlanır. Hammaddeleri, sıcaklığı ve zamanı ayarlayarak performansını doğru bir şekilde kontrol edebilir ve modern endüstride yaygın olarak kullanabilirsiniz.

Grafitin Mikro Yapısı

Katmanlı bir yapıya sahiptir, katmandaki karbon atomları kovalent bağlarla altıgen bir ağ oluşturur ve katmanlar van der Waals kuvvetleri ile birbirine bağlanır. Bu yüzden iyi bir elektrik iletkenliğine, termal iletkenliğe ve düzlem yönünde kayganlığa sahiptir.

Grafitin Performans Özellikleri

Elektrotlar ve ısı alıcıları için ideal bir malzeme olan mükemmel elektriksel ve termal iletkenliğe sahiptir. Ayrıca, iyi kimyasal stabilitesi ve kendi kendini yağlaması, mekanik parçaların sürtünmesini ve aşınmasını azaltabilir.

Kompozit Malzemelerde Grafit Uygulamaları

Polimer Matrisli Kompozitler

Polimer matrisli kompozitlerde grafit eklenmesi, polimerin elektrik iletkenliğini, termal iletkenliğini ve mekanik özelliklerini önemli ölçüde iyileştirebilir. Örneğin, plastiklere uygun miktarda grafit eklenmesi antistatik özelliklere sahip plastik ürünler hazırlayabilir. Bu, elektronik ambalaj alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca grafit takviyeli polimer matrisli kompozitler de iyi aşınma direncine sahiptir. Ve mekanik salmastralar gibi aşınmaya dayanıklı parçalar üretmek için kullanabilirsiniz.

Metal Matrisli Kompozitler

Metal matrisli kompozitlerde grafit eklemek metalin performansını artırabilir. Malzemenin yoğunluğunu azaltabilir ve malzemenin aşınma direncini ve kendi kendini yağlama özelliğini geliştirebilir. Örnek olarak alüminyum köşe taşı mürekkep kompozit malzemesini ele alırsak, bu malzeme alüminyumun hem hafifliğine hem de iyi işleme performansına sahiptir ve grafitin kendi kendini yağlama özelliğine sahiptir. Motorun çalışma verimliliğini ve hizmet ömrünü artırmak için motor pistonları ve diğer parçaları üretmek için kullanabilirsiniz.

Karbon/Karbon Kompozitler

Karbon/karbon kompozitler takviye olarak karbon veya grafit fiber ve matris olarak karbon veya grafit içeren kompozitlerdir. Bu malzeme iyi bir termal şok direncine sahiptir. Grafit, karbon/karbon kompozit malzemelerde hem takviye fazı hem de matris fazı olarak kullanılır. Grafitin yapısını ve içeriğini kontrol ederek, karbon/karbon kompozit malzemelerin farklı gereksinimlerini karşılamak için hazırlayabilirsiniz. Ve uçak fren diskleri üretimi gibi havacılık ve uzay alanında yaygın olarak kullanabilirsiniz.

Grafen Kompozitler

Grafen mükemmel mekanik, elektriksel ve termal özelliklere sahip olan grafitten sıyrılmış iki boyutlu malzemenin tek bir atomik tabakasıdır. Grafeni diğer malzemelerle birleştirerek yüksek performanslı grafen kompozitler hazırlayabilirsiniz. Örneğin, kauçuk ile birleştirildiğinde, kauçuğun mukavemetini ve aşınma direncini önemli ölçüde artırabilir.

Seramik Matrisli Kompozitler

Geleneksel seramik malzemeler yüksek sertlik ve kırılganlık özelliklerine sahiptir. Grafit eklemek, seramik içindeki stres konsantrasyonunu etkili bir şekilde hafifletebilir ve malzemenin tokluğunu artırabilir. Böylece grafit takviyeli seramik matris kompozitleri yüksek sıcaklık fırın astarları, kesici takımlar vb. üretmek için kullanabilirsiniz.

Cam Matrisli Kompozitler

Cam matris kompozitine grafit eklenmesi, belirli bir iletkenliğe ve kendinden kayganlığa sahip olmasını sağlar. Bu kompozit malzemeyi, buğu önleyici ve anti-statik işlevlere sahip cam gibi özel cam ürünler yapmak için kullanabilirsiniz.

Kauçuk Matrisli Kompozitler

Kauçuk matris kompozitlerin grafit ile doldurulması, iyi elektrik iletkenliğine ve aşınma direncine sahip olmalarını sağlayabilir. Kauçuğa grafit eklenmesi, kömür madenlerinde kullanılan konveyör bantları gibi anti-statik kauçuk ürünler hazırlayabilir. Statik elektriğin neden olduğu güvenlik kazalarını etkili bir şekilde önleyebilir.

Çimento Matrisli Kompozitler

Çimento bazlı kompozitlerde grafit ilavesi çimentonun iletkenliğini ve mekanik özelliklerini iyileştirebilir. Elektrikli ısıtma yoluyla yoldaki kar ve buzu eritebilir, böylece yol buz çözücü malzemeler yapmak için kullanabilirsiniz

Sonuç

Özetle grafit, kompozit bir malzemeden ziyade tek bileşenli bir madde olan elementel karbondan oluşan katmanlı kristal bir malzemedir. Bununla birlikte, grafit kompozit malzemeler alanında ayrılmaz bir rol oynamaktadır. Grafit, diğer malzemelerle birleşerek kompozit malzemelerin özelliklerini önemli ölçüde geliştirebilir ve mükemmel kapsamlı özelliklere sahip yeni malzemeler oluşturabilir. Grafit malzemeler satın almanız gerekiyorsa, şimdi bizimle iletişime geçin.