ทำไมกราไฟท์จึงเก่งทั้งน้ำมันหล่อลื่นและอิเล็กโทรด: วัสดุที่มาสเตอร์บทบาทคู่ 

ในการใช้งานทางอุตสาหกรรมมีกราไฟท์ที่มีความสามารถรอบตัว มันโดดเด่นด้วยการเติมเต็มฟังก์ชั่นที่ขัดแย้งกันสองฟังก์ชั่น: ทำหน้าที่เป็นสารหล่อลื่นแห้งและทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรดประสิทธิภาพสูง ฟังก์ชั่นคู่นี้เกิดจากโครงสร้างทางเคมีฟิสิกส์ที่เป็นเอกลักษณ์ของกราไฟท์ - การผสมผสานที่ยอดเยี่ยมของสถาปัตยกรรมผลึกชั้นและการนำไฟฟ้าที่โดดเด่น

กราไฟท์เป็นน้ำมันหล่อลื่น: การร่อนโมเลกุลสำหรับสภาวะสุดขั้ว

กราไฟท์ทำงานได้ดีเป็นพิเศษในสภาพแวดล้อมที่สารหล่อลื่นทั่วไปล้มเหลว นี่เป็นเพราะโครงสร้างชั้นซึ่งประกอบด้วยชั้นคาร์บอนหกเหลี่ยมแบบเรียงซ้อนกันซึ่งจัดขึ้นโดยกองกำลังแวนเดอร์ไวลส์ที่อ่อนแอ เลเยอร์เหล่านี้เลื่อนไปมาซึ่งกันและกันได้อย่างง่ายดายโดยให้อินเทอร์เฟซแรงเสียดทานต่ำตามธรรมชาติ

ซึ่งแตกต่างจากน้ำมันหรือจาระบีที่ขึ้นอยู่กับความหนืดฟังก์ชั่นกราไฟท์เป็นสารหล่อลื่นของโซลิดสเตตผ่านโครงสร้างที่แท้จริง สิ่งนี้ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับ:

1. แอปพลิเคชัน AAEROSPACE: การเคลือบกราไฟท์ช่วยลดการสึกหรอบนเครื่องยนต์และส่วนประกอบกังหันภายใต้ความเครียดที่สูงและความร้อน

2. การส่งสัญญาณอัตโนมัติ: กราไฟท์ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการทำงานที่ราบรื่นซึ่งการหมุนความเร็วสูงทำให้สารหล่อลื่นทั่วไปกระจายตัว

3. กลไกความแม่นยำ: ใช้ในล็อคและเครื่องมือที่ดีที่น้ำมันอาจดึงดูดฝุ่นกราไฟท์ให้การหล่อลื่นที่สะอาดและแห้ง

กราไฟท์เป็นอิเล็กโทรด: การนำไฟฟ้าที่มีความยืดหยุ่นของโครงสร้าง

บทบาทของกราไฟท์ในฐานะอิเล็กโทรดได้รับการสนับสนุนจากเครือข่ายπ-electron delocalized แต่ละอะตอมของคาร์บอนในระนาบหกเหลี่ยมจะสร้างพันธะโควาเลนต์สามตัวโดยมีอิเล็กตรอนที่สี่ฟรีในการเคลื่อนที่ส่งผลให้เกิดการนำไฟฟ้าในระนาบสูง

แต่ค่าการนำไฟฟ้าเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ ในเตาเผาไฟฟ้า (EAF) และระบบอิเล็กโทรไลซิสอิเล็กโทรดจะต้องทนได้:

1. อุณหภูมิสูงมากเกินไป (สูงถึง 3,500 ° C ในระหว่างการปล่อยอาร์ค)

2. สภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าว

3. การกัดเซาะกลไกจากการไหลและการไหล

กราไฟท์ตรงตามความต้องการเหล่านี้ด้วย:

1. ความเสถียรของความสูง: มันยังคงมีความเสถียรเชิงโครงสร้างและลดลงมากกว่าการสลายตัวที่อุณหภูมิสูง

2. ความเฉื่อยทางเคมี: มันต่อต้านการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อนในอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นกรดและพื้นฐาน

3. ความสามารถในการใช้ความสามารถพิเศษ: เปิดใช้งานการออกแบบอิเล็กโทรดที่ซับซ้อนจำเป็นสำหรับการตัดเฉือนไฟฟ้า (EDM) และการหล่ออย่างต่อเนื่อง

แอปพลิเคชันสเปกตรัม: ฟังก์ชั่นตรงตามแบบฟอร์ม

แอปพลิเคชันการหล่อลื่นแบบแห้ง

1. เจ็ทเครื่องยนต์และระบบการบินและอวกาศ: การเคลือบป้องกันช่วยลดการสึกหรอภายใต้ความร้อนและสุญญากาศสุดขั้ว

2. วาคัมโลหะวิทยา: หล่อลื่นชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวโดยไม่ต้องปนเปื้อนสภาพแวดล้อมที่ละเอียดอ่อน

3. อุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูง: ป้องกันการยึดกลในชุดประกอบไมโคร

แอปพลิเคชันอิเล็กโทรด

1. อลูมิเนียมอิเล็กโทรไลต์: อิเล็กโทรดกราไฟท์ส่งกระแสในอ่างน้ำหลอมเหลวหลอมเหลวโดยไม่ทำปฏิกิริยาทางเคมี

2. แบตเตอรี่ Lithium-ion: วัสดุขั้วบวกมักจะใช้กราไฟท์เพื่อลิเธียมไอออนอินกัลในระหว่างรอบการจ่ายประจุ

3. การตัดเฉือน: เปิดใช้งานการสร้างความแม่นยำสูงของเครื่องมือเหล็กและแม่พิมพ์ที่มีความเสถียรในมิติที่สอดคล้องกัน

4. การผลิตสตีล: อิเล็กโทรดกราไฟท์ UHP ไดรฟ์ส่วนโค้งที่ละลายเหล็กกล้าเป็นผลิตภัณฑ์โลหะผสมใหม่

สรุป: คาร์บอนมัลติทูล

ความสามารถของกราไฟท์ในการแสดงในบทบาทที่แตกต่างกันอย่างมากมายเกิดจากการออกแบบระดับอะตอม การผสมผสานระหว่างการหล่อลื่นแบบเลเยอร์และการนำไฟฟ้าของอิเล็กทรอนิกส์ทำให้มันขาดไม่ได้ในอุตสาหกรรมตั้งแต่โลหะวิทยาไปจนถึงการจัดเก็บพลังงาน

จากตลับลูกปืนการบินและอวกาศไปจนถึงเซลล์แบตเตอรี่กราไฟท์ยังคงเป็นหนึ่งในวัสดุที่สำคัญที่สุดและมีโครงสร้างที่มีโครงสร้างในการผลิตที่ทันสมัย