கிராஃபைட் ஏன் ஒரு சிறந்த மின் கடத்தி 

கிராஃபைட் மின்முனைகளில் அறிவியல் கொள்கைகள் மற்றும் தொழில்துறை பொருத்தப்பாடு

கார்பனின் படிக அலோட்ரோப் கிராஃபைட், உலோகமற்றதாக இருந்தபோதிலும் அதன் சிறந்த மின் கடத்துத்திறனுக்காக புகழ் பெற்றது. இந்த விதிவிலக்கான சொத்து அதன் தனித்துவமான அணு அமைப்பு, டிலோகலைஸ் செய்யப்பட்ட எலக்ட்ரான் நடத்தை மற்றும் அதிக அனிசோட்ரோபிக் படிக ஏற்பாட்டிலிருந்து எழுகிறது. இந்த அம்சங்கள் தொழில்துறை பயன்பாடுகளில் கிராஃபைட்டை இன்றியமையாததாக ஆக்குகின்றன - குறிப்பாக மின்சார வில் உலை (ஈ.ஏ.எஃப்) எஃகு தயாரித்தல் மற்றும் உலோகவியல் சுத்திகரிப்பு ஆகியவற்றிற்கு பயன்படுத்தப்படும் கிராஃபைட் மின்முனைகளில்.

அணு அமைப்பு: அறுகோண அடுக்கு லட்டு

கிராஃபைட் இரு பரிமாண அறுகோண லட்டியில் அமைக்கப்பட்ட கார்பன் அணுக்களைக் கொண்டுள்ளது, இது A-B விமானத்தில் காலவரையின்றி நீண்டுள்ளது. ஒவ்வொரு கார்பன் அணுவும் அதன் அண்டை நாடுகளுடன் மூன்று வலுவான σ (சிக்மா) கோவலன்ட் பிணைப்புகளை உருவாக்குகிறது, இதன் விளைவாக நிலையான கிராபெனின் அடுக்குகள் சுமார் 1.42 of பிணைப்பு நீளத்துடன் உள்ளன. இந்த அடுக்குகள் சி-அச்சில் அடுக்கி வைக்கப்பட்டுள்ளன, பலவீனமான வான் டெர் வால்ஸ் படைகளால் ஒன்றிணைக்கப்படுகின்றன, 3.35 of இன் இன்டர்லேயர் தூரத்துடன்.

ஒவ்வொரு கார்பன் அணுவிலும் நான்கு வேலன்ஸ் எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன: மூன்று σ பிணைப்புகளில் பங்கேற்கின்றன, நான்காவது விமானத்திற்கு செங்குத்தாக ஒரு p_z சுற்றுப்பாதையை ஆக்கிரமித்துள்ளது. இந்த சுற்றுப்பாதைகளின் பக்கவாட்டு ஒன்றுடன் ஒன்று நீட்டிக்கப்பட்ட π (PI) எலக்ட்ரான் மேகத்தை உருவாக்குகிறது, இது முழு அடுக்குக்கும் மேலாக டிலோகலைஸ் செய்யப்படுகிறது.

டிலோகலைஸ் செய்யப்பட்ட π- எலக்ட்ரான் மேகம்: அதிக கடத்துத்திறனுக்கான அடிப்படை

Π எலக்ட்ரான்களின் டிலோகலைசேஷன் கிராபெனின் விமானத்திற்குள் சுதந்திரமாக செல்ல அனுமதிக்கிறது, இது மொபைல் சார்ஜ் கேரியர்களின் தொடர்ச்சியான வலையமைப்பை உருவாக்குகிறது. வெளிப்புற மின்சார புலம் பயன்படுத்தப்படும்போது, ​​இந்த எலக்ட்ரான்கள் குறைந்த சிதறலுடன் இடம்பெயர்கின்றன, இதன் விளைவாக அதிக விமானத்தில் கடத்துத்திறன் மற்றும் குறைந்த மின் எதிர்ப்பு.

அறுகோண லட்டியின் சமச்சீர் மற்றும் சீரான தன்மை சில உலோகங்களில் காணப்படுவதோடு ஒப்பிடுகையில், சிதறலை மேலும் குறைத்து எலக்ட்ரான் இயக்கம் மேம்படுத்துகிறது.

இன்டர்லேயர் மின் கடத்துத்திறன்: வரையறுக்கப்பட்ட ஆனால் குறிப்பிடத்தக்க

விமானங்களுக்குள் எலக்ட்ரான் இயக்கம் மிக அதிகமாக இருந்தாலும், கிராஃபைட் பலவீனமான ஆனால் குறிப்பிடத்தக்க விமானத்திற்கு வெளியே கடத்துத்திறனை வெளிப்படுத்துகிறது. இது குவாண்டம் சுரங்கப்பாதை மற்றும் வெப்ப உற்சாகம் காரணமாகும், இது ஒரு சிறிய எண்ணிக்கையிலான எலக்ட்ரான்களை அருகிலுள்ள அடுக்குகளுக்கு இடையில் மாற்ற உதவுகிறது. இந்த நிகழ்வு கிராஃபைட்டின் முப்பரிமாண கடத்துத்திறனுக்கு பங்களிக்கிறது, இருப்பினும் இது மிகவும் அனிசோட்ரோபிக் ஆகவே உள்ளது-விமானத்தில் கடத்துத்திறன் விமானத்தின் வழியாக கடத்துத்திறனை விட கிட்டத்தட்ட 100 மடங்கு அதிகமாகும்.

குறைந்த எலக்ட்ரான் -ஃபோனான் இணைப்பு: உயர்ந்த வெப்பநிலையில் மேம்பட்ட செயல்திறன்

கிராஃபைட் குறைந்த எலக்ட்ரான் -ஃபோனான் இணைப்பைக் காட்டுகிறது, அதாவது இலவச எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் லட்டு அதிர்வுகளுக்கு இடையிலான தொடர்புகள் மிகக் குறைவு. இது கேரியர் சிதறலைக் குறைக்கிறது மற்றும் உயர்ந்த வெப்பநிலையில் கூட மின் செயல்திறனை பராமரிக்கிறது. அதன் அல்ட்ராஹை உருகும் புள்ளி (> 3600 ° C) மற்றும் வேதியியல் நிலைத்தன்மையுடன் இணைந்து, கிராஃபைட் உயர் வெப்பநிலை கடத்தும் பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றது.

கிராஃபைட் மின்முனைகள்: தொழில்நுட்ப விவரக்குறிப்புகள் மற்றும் தொழில்துறை பயன்பாடுகள்

கிராஃபைட்டின் தனித்துவமான கடத்தும் பண்புகள் இதில் பயன்படுத்தப்படும் கிராஃபைட் மின்முனைகளை உற்பத்தி செய்வதற்கான தேர்வுக்கான பொருளாக அமைகின்றன:

முதன்மை எஃகு தயாரிப்பிற்கான எலக்ட்ரிக் ஆர்க் உலைகள் (ஈ.ஏ.எஃப்)

2. இரண்டாம் நிலை உலோகம் மற்றும் சுத்திகரிப்புக்கான லாடில் உலைகள் (எல்.எஃப்)

3.லிதியம் அயன் பேட்டரி அனோடெஸ்டு இடைக்கணிப்பு திறன் மற்றும் கடத்துத்திறன்

4. மின்சார மோட்டார்கள் மற்றும் ஜெனரேட்டர்களில் துல்லியங்கள் திறமையான தற்போதைய பரிமாற்றத்திற்கு

5. எலக்ட்ரோலிடிக் செல்சின் அலுமினியம், மெக்னீசியம் மற்றும் குளோரின் உற்பத்தி

6. உயர் வெப்பநிலை உலைகள், சிலுவைகள் மற்றும் அணு மதிப்பீட்டாளர்கள்

முக்கிய தொழில்நுட்ப அளவுருக்கள் (UHP தரம்)

முடிவு

கிராஃபைட்டின் அசாதாரண கடத்துத்திறன் என்பது வலுவான கிராபெனின் அடுக்குகளுக்குள் அதன் டிலோகலைஸ் செய்யப்பட்ட π- எலக்ட்ரான் நெட்வொர்க்கின் விளைவாகும். இது, அனிசோட்ரோபிக் கடத்தல், வெப்ப நிலைத்தன்மை மற்றும் குறைந்த ஆற்றல் இழப்புகளுடன் இணைந்து, பெரும்பாலான உலோகங்கள் அல்லாத மற்றும் சில உலோகங்களிலிருந்து கூட கிராஃபைட்டை அமைக்கிறது. இந்த பண்புகள் உலோகவியல், ஆற்றல் சேமிப்பு மற்றும் மின் வேதியியல் தொழில்களில் அதன் ஆதிக்கத்தை ஆதரிக்கின்றன - அங்கு கிராஃபைட் மின்முனைகள் செயல்திறன், ஆயுள் மற்றும் செயல்திறனுக்கு மையமாக உள்ளன.