Для чого використовується графітовий порошок?

Графітовий порошок - це різновид матеріалу з багатьма чудовими властивостями. Його кристалічна структура - гексагональна, а атоми вуглецю в шарі з'єднані ковалентними зв'язками. Ця унікальна структура надає графітовому порошку багато чудових властивостей, завдяки чому він має дуже широке і важливе застосування в сучасній промисловості та багатьох інших галузях.

Промислове використання графітового порошку

Сталеливарна та металургійна промисловість

Карбюризатор для виробництва сталі

Графітовий порошок можна використовувати як карбюризатор у процесі виробництва сталі. Оскільки вуглець є одним з ключових елементів, що визначають властивості сталі, додавання графітового порошку в процесі виплавки сталі дозволяє точно контролювати вміст вуглецю в розплавленій сталі. Це ефективно покращує якість сталі та оптимізує експлуатаційні показники, такі як міцність, в'язкість і пластичність. Тому графітовий порошок особливо підходить для виробництва спеціальних сталей і високоякісних легованих сталей, які мають суворі вимоги до якості сталі.

Графітовий порошок для вогнетривких добавок

Графітовий порошок також широко використовується як вогнетривка добавка. Завдяки своїй чудовій термостійкості він може витримувати надзвичайно високі температури, не плавлячись і не розкладаючись. При додаванні до вогнетривких матеріалів, таких як вогнетривка цегла, вогнетривкі виливки тощо, він може значно підвищити вогнестійкість цих матеріалів. Так що він може підтримувати цілісність і стабільність конструкції в умовах високої температури. І це значно продовжить термін служби вогнетривких матеріалів.

Машинобудування

Застосування графітового порошку в сухих мастилах

Графітовий порошок - ідеальне тверде сухе мастило. Під час механічної роботи відбувається тертя між багатьма деталями. А шарувата структура графітового порошку дозволяє йому утворювати безперервну мастильну плівку на поверхні тертя. Ця плівка може ефективно зменшити коефіцієнт тертя, зменшити знос деталей. І вона зазвичай може відігравати змащувальну роль при високій температурі, високому тиску та інших суворих умовах роботи.

Поверхневий шар виливки

У процесі лиття графітовий порошок наноситься на поверхневий шар виливки. При виготовленні плісняваграфітовий порошок рівномірно покривається на внутрішній поверхні форми, що може полегшити виливку після формування. У той же час це також може зробити поверхню виливки більш гладкою та рівною. А також зменшити подальший припуск на обробку та процедури обробки, підвищити ефективність виробництва та зменшити виробничі витрати. Крім того, графітовий порошок також може відігравати певну теплоізоляційну роль у процесі лиття. Це допомагає контролювати швидкість застигання виливки та покращувати якість та вихід виливки.

Застосування графітового порошку в хімічній промисловості

Носій каталізатора

Графітовий порошок має велику питому поверхню і хороші адсорбційні властивості, що робить його відмінним носієм каталізатора. У багатьох хімічних реакціях активні компоненти каталізатора повинні бути рівномірно розподілені на носії для підвищення активності та селективності каталізатора. Графітовий порошок може добре задовольнити цю вимогу, наносячи активні компоненти каталізатора на свою поверхню, забезпечуючи більше активних ділянок для хімічної реакції. Таким чином він сприяє протіканню реакції.

Матеріали електродів

Графітовий порошок сам по собі також є важливим електродним матеріалом. В електрохімічній промисловості, наприклад, для виготовлення електродів електролітичних елементів, графітові електроди широко застосовуються завдяки своїй хорошій електропровідності та хімічній стабільності. У процесі електролізу графітовий електрод може стабільно проводити струм, забезпечуючи безперебійний перебіг електролітичної реакції.

Електронні та електричні застосування

Провідні матеріали

Струмопровідні чорнила для друкованих плат (PCB)

В електронній промисловості друкована плата (PCB) є одним з основних компонентів електронних виробів. Ви можете використовувати графітовий порошок для приготування струмопровідних чорнил для друкованих плат. Це струмопровідне чорнило використовує графітовий порошок як основний струмопровідний компонент і формує точний струмопровідний візерунок на друкованій платі в процесі друку. Це дозволяє досягти хороших друкованих та провідних властивостей на різних підкладках з різних матеріалів. Це забезпечує потужну підтримку високої щільності інтеграції та багатофункціональності електронних продуктів.

Струмопровідне покриття

Ви також можете використовувати графітовий порошок для приготування струмопровідних покриттів. Графітовий порошок змішують з відповідними смолами, розчинниками тощо. І наноситься на різноманітні базові матеріали, такі як пластмаси, скло, метал тощо, щоб сформувати покриття з хорошою електропровідністю. Крім того, струмопровідні покриття також може застосовуватися у сфері антистатичної електрики, наприклад, антистатичні пакувальні матеріали, антистатичні покриття для підлоги тощо, щоб запобігти пошкодженню електронних компонентів, спричиненому статичною електрикою.

Виробництво електронних компонентів

Резистори

У виробництві електронних компонентів графітовий порошок можна використовувати для виготовлення резисторів. Значення опору резистора можна регулювати, точно контролюючи розмір частинок, чистоту, кількість додавання і співвідношення з іншими матеріалами графітового порошку. Він може забезпечити точні значення опору для цих ланцюгів, щоб забезпечити нормальну роботу ланцюга і точну передачу сигналу.

Графітовий електрод (для обробки електронних пристроїв)

Графітові електроди відіграють важливу роль в обробці електронних пристроїв, особливо в технології електроерозійної обробки (ЕО). Він став поширеним електродним матеріалом в EDM завдяки високій температурі плавлення, хорошій електропровідності та низьким втратам. В процесі обробки між графітовим електродом і заготовкою генерується імпульсний розряд. А миттєва висока температура змушує матеріал заготовки плавитися і випаровуватися, щоб забезпечити точну обробку заготовки складної форми.

Енергетичні програми

Паливний елемент

Матеріал біполярної пластини

У технології паливних елементів можна використовувати графітовий порошок як матеріал біполярної пластини. Біполярна пластина на основі графітового порошку має хорошу електропровідність, високу хімічну стабільність і відмінну газонепроникність. Його хороша електропровідність може забезпечити ефективну передачу електронів в паливному елементі і зменшити омічні втрати. Хімічна стабільність дозволяє йому стабільно працювати протягом тривалого часу в складному середовищі хімічних реакцій паливного елемента і протистояти корозії кислот, лугів та інших середовищ. Газове ущільнення гарантує, що паливо і окислювач протікають у відповідних каналах без витоків і змішування.

Використання графітового порошку в літій-іонних акумуляторах

Матеріал негативного електрода

Графітовий порошок є одним з найбільш широко використовуваних анодних матеріалів в літій-іонних батареях. Графіт має типову шарувату структуру з помірною відстанню між шарами. Це дозволяє реверсивно пристосовуватися до введення і видалення іонів літію. У той же час, графітовий анодний матеріал має переваги стабільної платформи потенціалу зарядки і розрядки, хороші показники циклічності і відносно низьку вартість. У комерційних літій-іонних батареях графітові анодні матеріали забезпечують стабільні електрохімічні характеристики і тривалий термін служби. Він відповідає вимогам сучасних портативних електронних пристроїв та електромобілів щодо щільності енергії акумулятора, щільності потужності та тривалості циклу.

Струмопровідні добавки

Графітовий порошок часто використовується як струмопровідна добавка в літій-іонних акумуляторах. У процесі підготовки електродів літій-іонних батарей додавання графітового порошку до матеріалу позитивного або негативного електрода може значно поліпшити електронну провідність матеріалу електрода. Оскільки електродна реакція літій-іонних акумуляторів вимагає швидкої передачі електронів. Додавання графітового порошку може створити хорошу провідну мережу між частинками активного матеріалу, зменшити поляризаційний опір електрода. І, таким чином, підвищити ефективність заряду і розряду, продуктивність і термін служби акумулятора.

Використання в інших сферах

Захист навколишнього середовища

Адсорбент для очищення стічних вод

Графітовий порошок має важливе застосування в галузі охорони навколишнього середовища при очищенні стічних вод. Завдяки великій питомій поверхні та багатій пористій структурі він має хорошу адсорбційну здатність для багатьох забруднювачів у стічних водах. Для іонів важких металів у стічних водах графітовий порошок може адсорбуватися на поверхні за допомогою електростатичного притягання, іонного обміну тощо. Щоб зменшити вміст важких металів у стічних водах та досягти мети очищення якості води. У той же час для деяких органічних забруднювачів, таких як барвники, пестициди, фенольні сполуки тощо. Ви також можете ефективно видалити графітовий порошок за допомогою поєднання фізичної адсорбції та хімічної адсорбції.

Контроль забруднення повітря

У боротьбі із забрудненням повітря графітовий порошок також відіграє певну роль. У деяких процесах очищення промислових відпрацьованих газів можна використовувати графітовий порошок як адсорбент або носій каталізатора для участі в реакції. Для шкідливих газів в атмосфері, таких як діоксид сірки (SO2), оксиди азоту (NOx) тощо, графітовий порошок можна відокремити від вихлопних газів за допомогою адсорбції. Це зменшує кількість його викидів в атмосферу. У той же час, коли графітовий порошок завантажений певною активною групою каталізатора, він також може каталізувати перетворення цих шкідливих газів за певних умов. Таким чином, вони можуть бути перетворені на нешкідливі речовини або сполуки, з якими легше поводитися.

Арматурні матеріали

Полімерні матричні композити

У галузі армуючих матеріалів графітовий порошок можна використовувати для приготування композитів на основі полімерної матриці. Додавання графітового порошку до полімерної матриці, такої як поліетилен, поліпропілен, епоксидна смола тощо, може значно покращити властивості композитних матеріалів. У той же час, це також може покращити механічні властивості композитних матеріалів. Такі як міцність, жорсткість і зносостійкість. Оскільки пластівчаста структура графітового порошку може відігравати роль зміцнення та заповнення полімерної матриці, перешкоджати розширенню тріщин. Так що композитний матеріал може витримувати більші зовнішні сили і продовжити термін служби.

Металеві матричні композитні матеріали

Ви також можете використовувати графітовий порошок для приготування композитів з металевою матрицею. Властивості тертя та зносу, а також самозмащувальні властивості металевих матеріалів можна покращити шляхом введення графітового порошку в металеву матрицю. Наприклад, в алюмінієвій основі, мідній основі та інших композитних матеріалах з металевою матрицею графітовий порошок утворює шар мастильної плівки на поверхні металу в процесі тертя. Це знижує коефіцієнт тертя, зменшує знос і покращує зносостійкість та корозійну стійкість матеріалу.

Сфера 3D-друку

У матеріалах для 3D-друку можна використовувати графітовий порошок як добавку або зміцнювальну фазу. Додавання графітового порошку до матеріалів для 3D-друку на основі пластику може покращити електро- та теплопровідність матеріалу. Таким чином, його можна використовувати для виготовлення 3D-друкованих деталей з функцією електромагнітного екранування, таких як корпуси електронного обладнання, захисні кришки тощо. Для задоволення потреб електронного обладнання для нормальної роботи в складному електромагнітному середовищі.

Виготовлення олівців

Одне з найвідоміших застосувань графітового порошку - виготовлення олівців. Основний склад грифеля для олівців - це суміш графітового порошку та добавок, таких як глина. Графітовий порошок має м'яку текстуру, хорошу змащувальну здатність і здатність фарбувати. У процесі письма він легко залишає чіткі та стійкі сліди на папері. Регулюючи співвідношення графітового порошку до глини, можна змінювати твердість і чорноту грифеля олівця, щоб задовольнити різні потреби в письмі та малюванні.

Висновок

Від традиційних галузей промисловості до нових технологічних галузей, графітовий порошок може задовольнити вимоги до експлуатаційних характеристик матеріалів. З розвитком науки і техніки перспективи застосування графітового порошку стають ширшими, і очікується, що він допоможе матеріалознавству та соціальному розвитку вийти на новий рівень.