कार्बन ग्रेफाइट क्या है?

कार्बन ग्रेफाइट एक ऐसा यौगिक है जो अनाकार कार्बन को ग्रेफाइट के साथ मिलाकर बनाया जाता है। आप इसे काले से लेकर स्टील-ग्रे तक कई रंगों में पा सकते हैं।

कार्बन ग्रेफाइट की विशेषताएं

आपको उस कार्बन ग्रेफाइट की कुछ बहुत ही विशिष्ट विशेषताएँ मिलेंगी जिसे आप इस्तेमाल करना चाहते हैं। आइए हम उनमें से कुछ का संक्षिप्त विवरण सूचीबद्ध करते हैं:

तापमान के प्रति प्रतिरोध

कार्बन ग्रेफाइट 200°C और 600°C के बीच के तापमान वाले ऑक्सीकरण अनुप्रयोगों में असाधारण रूप से अच्छा प्रदर्शन कर सकता है। वे लगभग 3000°C के तापमान वाले गैर-ऑक्सीकरण अनुप्रयोगों में भी समान रूप से अच्छा काम कर सकते हैं।

उनके कम तापीय विस्तार गुणांक के कारण, वे -35°C और -270°C के बीच के क्रायोजेनिक तापमान अनुप्रयोगों के लिए एकदम सही हैं। वे ऐसी परिस्थितियों में थोड़े से बदलाव के साथ अपने आकार और आकृति को बनाए रख सकते हैं।

संक्षारण प्रतिरोध

कार्बन ग्रेफाइट बहुत से संक्षारक तत्वों का सामना कर सकता है। आप इनका उपयोग सल्फर डाइऑक्साइड, पेट्रोलियम और बहुत से अन्य रसायनों वाले अनुप्रयोगों में बिना किसी प्रभाव के कर सकते हैं।

ऐसा इसलिए है क्योंकि उनमें मौजूद कार्बन परमाणु सहसंयोजक बंधों द्वारा मजबूती से एक साथ बंधे होते हैं जो षट्कोणीय संरचना बनाते हैं। इन बंधों की मजबूती ऐसे रसायनों से होने वाले किसी भी प्रकार के क्षरण का प्रतिरोध करती है।

स्व-चिकनाई

वान डेर वाल्स बल जो बांधते हैं ग्रेफीन परतें कार्बन ग्रेफाइट के अंदर की परतें बहुत कमज़ोर होती हैं। इसका मतलब यह है कि ग्रेफीन की परतें कार्बन ग्रेफाइट के संपर्क में आने वाली किसी दूसरी सतह पर आसानी से घिस सकती हैं।

कार्बन ग्रेफाइट एक गतिशील फिल्म बनाकर उनके बीच किसी भी खुरदरी सतह को भर देता है। इससे शुष्क वातावरण में भी इसके लिए खुद के खिलाफ चिकनाई करना संभव हो जाता है।

सरंध्रता

जब कार्बन ग्रेफाइट को निर्माण के दौरान बेक किया जाता है, तो हाइड्रोकार्बन को आउटगैसिंग प्रक्रिया में निकाल दिया जाता है। अत्यधिक गर्मी इस गैस को बाहर धकेल देती है, जिससे अनाकार कार्बन संरचना में एक छिद्रपूर्ण नेटवर्क बन जाता है।

छिद्रपूर्ण नेटवर्क का मतलब है कि हम इसे रेजिन और धातु जैसे योजकों के साथ आसानी से संसेचित कर सकते हैं। वे आपके कार्बन ग्रेफाइट को इसके यांत्रिक और रासायनिक गुणों के संदर्भ में मजबूत करेंगे।

कार्बन ग्रेफाइट कैसे बनता है?

हम अनाकार कार्बन को ग्रेफाइट के साथ मिलाकर कार्बन ग्रेफाइट बना सकते हैं। याद रखें कि इन दोनों प्रकार के कार्बन के भौतिक और यांत्रिक गुण अलग-अलग होते हैं।

अनाकार कार्बन के वांछनीय गुणों में घिसाव के प्रति प्रतिरोध, शारीरिक शक्ति और कठोरता शामिल है। आपको ग्रेफाइट में एक कमजोर और नरम संरचना मिलेगी जो इसे स्वयं-स्नेहन बनाती है।

पहले इन दोनों को मिलाया जाता है और फिर कोल टार पिच को बाइंडर के रूप में मिलाया जाता है। फिर मिश्रण को आपके मनचाहे आकार के सांचों में रखा जाता है और फिर दबाया जाता है।

कम्प्रेशन मोल्डिंग के बाद, इन भागों को अत्यधिक उच्च तापमान पर भूनना पड़ता है। यह प्रक्रिया कोल टार पिच को कार्बनीकृत करने के लिए की जाती है।

यह कार्बन और ग्रेफाइट दोनों से मिलकर एक ठोस मजबूत घटक बनाता है। यह संपीड़न के लिए प्रतिरोधी है और अत्यधिक भारी भार परीक्षणों के संपर्क में आने पर कोई प्रभाव नहीं दिखाता है।

फिर कार्बन ग्रेफाइट को ओवन में रखा जाता है और बहुत उच्च तापमान पर पकाया जाता है। इससे आउटगैसिंग होती है, जहाँ हाइड्रोकार्बन ठोस संरचना से बाहर निकल जाते हैं।

यहीं पर कार्बन ग्रेफाइट छिद्रों के नेटवर्क से अपनी छिद्रता प्राप्त करता है। आपके पास मूल रूप से एक संरचना होती है जो एक ठोस काले स्पंज की तरह दिखती है।

रासायनिक और यांत्रिक गुणों को बढ़ाने के लिए, हम इन छिद्रों को धातु, रेजिन और कई अन्य भरावों से भर सकते हैं। आवेदन के आधार पर, वे इसके तापीय गुणों में सुधार करेंगे और इसे मजबूत करेंगे।

कार्बन ग्रेफाइट बनाम ग्रेफाइट

कार्बन ग्रेफाइट और ग्रेफाइट दोनों ही कार्बन से बने हो सकते हैं लेकिन ये दो अलग-अलग तत्व हैं। सबसे पहले, हम जानते हैं कि ग्रेफाइट पूरी तरह से कार्बन परमाणुओं से बना होता है जो एक विशेष डिज़ाइन में संरचित होते हैं।

यह इसे हीरे की तरह कार्बन का एक अपरूप बनाता है। दूसरी ओर, आप बाइंडर का उपयोग करके अनाकार कार्बन और शुद्ध ग्रेफाइट को मिलाकर ग्रेफाइट कार्बन प्राप्त करते हैं।

यह दोनों घटकों के भौतिक और यांत्रिक गुणों को एक साथ जोड़ता है। यह कार्बन ग्रेफाइट को ग्रेफाइट से भौतिक और यांत्रिक गुणों में बेहतर बनाता है।

कार्बन ग्रेफाइट के लाभ

जब आप अपने अनुप्रयोग में कार्बन ग्रेफाइट का उपयोग करते हैं, तो आपको मुख्य रूप से इसके गुणों से कई लाभ मिलते हैं। हम नीचे उनमें से कुछ पर गहराई से चर्चा कर सकते हैं:

उच्च तापमान रेंज अनुप्रयोग

आप ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड का उपयोग गैर-ऑक्सीकृत, ऑक्सीकृत और क्रायोजेनिक अनुप्रयोगों से लेकर तापमान की एक विस्तृत श्रृंखला में कर सकते हैं। यह इसे लगभग -270 डिग्री सेल्सियस से लेकर 3000 डिग्री सेल्सियस से थोड़ा ऊपर के तापमान तक संचालित करने की अनुमति देता है।

गीला और शुष्क वातावरण

चूँकि वे स्वयं-स्नेहनशील होते हैं, इसलिए आपको शुष्क परिस्थितियों में कोई स्नेहन जोड़ने की आवश्यकता नहीं होती है। गीले वातावरण में तेल और ग्रीस के विपरीत इस स्नेहन को धोया नहीं जा सकता है।

आयामी रूप से स्थिर

कार्बन ग्रेफाइट का तापीय प्रसार गुणांक बहुत कम है, जिसका अर्थ है कि तापमान का इसके आकार पर कोई खास प्रभाव नहीं पड़ता। इसका मतलब है कि यह अत्यधिक तापमान की स्थिति में आसानी से फैलता/सिकुड़ता या विकृत नहीं होता।

टूट फुट प्रतिरोधी

आप अपने कार्बन ग्रेफाइट के बेहतरीन प्रदर्शन के बारे में आश्वस्त हो सकते हैं क्योंकि यह आसानी से खराब नहीं होता। ऐसा इसके बेहतरीन थर्मल गुणों के कारण है, साथ ही यह खुद को लुब्रिकेट भी कर सकता है।

संक्षारण प्रतिरोध

चूँकि यह रासायनिक रूप से निष्क्रिय है, इसलिए आप इसे संक्षारक वातावरण में आसानी से लगा सकते हैं। यह नमक जैसे छिद्रपूर्ण संसेचन के माध्यम से ऑक्सीकरण के प्रभावों से भी सुरक्षित है।

उच्च तापीय चालकता

इसका मतलब यह है कि आपका कार्बन ग्रेफाइट आपके अनुप्रयोग में घर्षण से उत्पन्न गर्मी को नष्ट या स्थानांतरित कर सकता है। कम तापीय चालकता वाली सामग्री आम तौर पर बहुत कम दर पर परिचालन गर्मी स्थानांतरित करती है।

विशेष भागों के लिए कार्बन ग्रेफाइट

अगर आप कभी ऐसी स्थिति में रहे हैं जहाँ आपको कोई खास पार्ट बदलना पड़ा हो, तो कार्बन ग्रेफाइट एक विकल्प ज़रूर रहा होगा। ज़्यादातर लोग कई कारणों से ऐसे पार्ट के प्रतिस्थापन के लिए कार्बन ग्रेफाइट को प्राथमिकता देते हैं।

उत्कृष्ट प्राकृतिक स्व-स्नेहन गुणों के अलावा, कार्बन ग्रेफाइट उच्च तापमान और जंग का सामना कर सकता है। इसके अतिरिक्त, यह मजबूत और कठोर दोनों है इसलिए आपके हिस्से के लिए स्थायित्व सुनिश्चित करता है।

चूँकि यह तापीय रूप से स्थिर है, इसलिए आप इसे जंग और रासायनिक प्रभावों से प्रभावित क्षेत्रों में आराम से उपयोग कर सकते हैं। यदि आप इसकी बहुमुखी प्रतिभा में सुधार करना चाहते हैं, तो आप इसे आसानी से ऑक्सीकरण अवरोधकों या रेजिन के साथ भी लगा सकते हैं।

अगर आप सटीकता से मशीनिंग कर सकते हैं, तो आप ऐसे पार्ट्स पा सकते हैं जो स्टॉक से बाहर हो गए हैं। आप सबसे अस्पष्ट पार्ट को भी मशीनिंग के ज़रिए इस गारंटी के साथ पा सकते हैं कि यह समय की कसौटी पर खरा उतरेगा।

कार्बन ग्रेफाइट के अनुप्रयोग

कार्बन ग्रेफाइट एक बहुमुखी सामग्री है जिसका उपयोग आप विभिन्न उद्योगों में बहुत से अनुप्रयोगों में कर सकते हैं। यह उच्च तापमान को झेलने, स्वयं-स्नेहन करने और अच्छे तापीय गुणों के कारण प्रमुख है।

हम इसके अनुप्रयोग का विश्लेषण इसके घटकों के आधार पर कर सकते हैं। उनमें से कुछ इस प्रकार हैं:

• बॉल वाल्व सीटें
• विभिन्न प्रकार की झाड़ियाँ और बियरिंग
• विभिन्न औद्योगिक पंपों में उपयोग किए जाने वाले वैन्स बनाना
• विशेष भागों का निर्माण
• क्रायोजेनिक अनुप्रयोगों में विभिन्न सील जैसे यांत्रिक सील चेहरे और सील रिंग
• प्लेटें पहनें

निष्कर्ष

कार्बन ग्रेफाइट आपके अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने पर कई तरह के लाभ प्रदान कर सकता है। अपने कार्बनयुक्त बंधन के साथ जो उच्च तापमान का सामना कर सकता है, वे कार्बन और ग्रेफाइट के विभिन्न तत्वों को मिलाते हैं।

यह ग्रेफाइट की स्व-स्नेहन विशेषता को लेता है और इसे कार्बन की ताकत और पहनने के प्रतिरोध के साथ मिश्रित करता है। उन्हें विभिन्न संसेचनों के साथ बढ़ाया जा सकता है ताकि आपको उत्कृष्ट रासायनिक और यांत्रिक गुणों वाली एक दुर्जेय सामग्री मिल सके।

और अधिक संसाधनों:

सीसा – स्रोत: विकिपीडिया

ग्रेफाइट गुण – स्रोत: ब्रिटानिका