Karbon grafit adalah senyawa yang terbentuk dengan mencampur karbon amorf dengan grafit. Anda dapat menemukannya dalam berbagai corak mulai dari hitam hingga abu-abu baja.
Fitur Karbon Grafit
Anda akan menemukan beberapa fitur yang sangat unik yang khusus untuk grafit karbon yang ingin Anda gunakan. Mari kita buat daftar deskripsi singkat tentang beberapa di antaranya:
Ketahanan terhadap Suhu
Karbon grafit dapat bekerja dengan sangat baik dalam aplikasi oksidasi dengan suhu antara 200°C dan 600°C. Karbon grafit juga dapat bekerja dengan baik dalam aplikasi non-oksidasi dengan suhu sekitar 3000°C.
Karena koefisien ekspansi termalnya rendah, material ini sangat cocok untuk aplikasi suhu kriogenik antara -35°C dan -270°C. Material ini dapat mempertahankan bentuk dan ukurannya dalam kondisi seperti itu hanya dengan sedikit variasi.
Ketahanan terhadap Korosi
Karbon grafit dapat menahan banyak elemen korosif. Anda dapat menggunakannya dalam aplikasi yang mengandung sulfur dioksida, minyak bumi, dan banyak bahan kimia lainnya tanpa menimbulkan dampak apa pun.
Hal ini dikarenakan atom karbon di dalamnya terikat kuat oleh ikatan kovalen yang membentuk struktur heksagonal. Kekuatan ikatan ini menahan segala bentuk korosi dari bahan kimia tersebut.
Pelumasan Sendiri
Gaya Van der Waals yang mengikat lapisan grafena di dalam grafit karbon sangat lemah. Ini berarti lapisan graphene dapat dengan mudah terkikis pada permukaan lain yang bersentuhan dengan grafit karbon.
Karbon grafit mengisi permukaan kasar di antara keduanya dengan menciptakan lapisan film yang dinamis. Hal ini memungkinkannya untuk melumasi dirinya sendiri bahkan dalam aplikasi lingkungan kering.
Porositas
Ketika grafit karbon dipanggang selama proses produksi, hidrokarbon dihilangkan dalam proses pelepasan gas. Panas ekstrem mendorong gas ini keluar dan meninggalkan jaringan berpori dalam struktur karbon amorf.
Jaringan berpori berarti kita dapat dengan mudah menghamilinya dengan aditif seperti resin dan logam. Mereka akan memperkuat grafit karbon Anda dalam hal sifat mekanis dan kimianya.
Bagaimana Karbon Grafit Dibuat
Kita dapat membuat grafit karbon dengan menggabungkan karbon amorf dengan grafit. Ingatlah bahwa kedua jenis karbon ini memiliki sifat fisik dan mekanis yang berbeda.
Sifat-sifat yang diinginkan dari karbon amorf meliputi ketahanan terhadap keausan, kekuatan fisik, dan keras. Anda akan menemukan struktur yang lemah dan lunak pada grafit yang membuatnya dapat melumasi dirinya sendiri.
Kedua bahan tersebut dicampur terlebih dahulu, kemudian ditambahkan tar batubara sebagai pengikat. Campuran tersebut kemudian ditempatkan dalam cetakan dengan bentuk yang diinginkan, lalu dipadatkan.
Setelah pencetakan kompresi, komponen-komponen ini harus dipanggang pada suhu yang sangat tinggi. Proses ini dilakukan agar tar batubara dapat terkarbonisasi.
Ini membentuk komponen padat yang kuat yang mengandung karbon dan grafit. Ia tahan terhadap kompresi dan tidak menunjukkan efek apa pun saat terkena uji beban yang sangat berat.
Grafit karbon kemudian ditempatkan dalam oven dan dipanggang pada suhu yang sangat tinggi. Hal ini menyebabkan keluarnya gas saat hidrokarbon dikeluarkan dari struktur padat.
Di sinilah grafit karbon memperoleh porositasnya dari jaringan lubang yang terbentuk. Pada dasarnya, Anda memiliki struktur yang tampak seperti spons hitam padat.
Untuk meningkatkan sifat kimia dan mekanis, kita dapat menghamili lubang-lubang ini dengan logam, resin, dan banyak bahan pengisi lainnya. Bergantung pada aplikasinya, bahan-bahan tersebut akan meningkatkan sifat termalnya dan memperkuatnya.
Karbon Grafit Vs Grafit
Karbon grafit dan grafit mungkin semuanya terbuat dari karbon, tetapi keduanya adalah dua elemen yang berbeda. Sebagai permulaan, kita tahu bahwa grafit sepenuhnya terbuat dari atom karbon yang terstruktur dalam desain tertentu.
Hal ini menjadikannya alotrop karbon seperti halnya berlian. Di sisi lain, Anda memperoleh karbon grafit dengan mencampur karbon amorf dan grafit murni menggunakan pengikat.
Hal ini menggabungkan sifat fisik dan mekanis kedua komponen. Hal ini membuat grafit karbon lebih unggul dalam kualitas fisik dan mekanis dibanding grafit.
Manfaat Karbon Grafit
Bila Anda menggunakan grafit karbon dalam aplikasi Anda, Anda akan memperoleh berbagai manfaat terutama dari sifat-sifatnya. Kita dapat membahas beberapa di antaranya secara mendalam di bawah ini:
Aplikasi Rentang Suhu Tinggi
Anda dapat menggunakan elektroda grafit dalam berbagai suhu mulai dari aplikasi non-oksidasi, teroksidasi, dan kriogenik. Hal ini memungkinkan pengoperasian dari sekitar -270°C hingga suhu sedikit di atas 3000°C.
Lingkungan Basah dan Kering
Karena pelumasnya sendiri, Anda tidak perlu menambahkan pelumas apa pun saat aplikasi berlangsung dalam kondisi kering. Pelumasan ini juga tidak dapat tercuci tidak seperti minyak dan lemak dalam aplikasi lingkungan basah.
Dimensi Stabil
Koefisien ekspansi termal grafit karbon sangat rendah yang berarti suhu tidak memiliki pengaruh signifikan terhadap ukurannya. Ini berarti bahwa grafit karbon tidak mudah mengembang/menyusut atau berubah bentuk dalam kondisi suhu ekstrem.
Tahan Aus
Anda dapat yakin akan kinerja karbon grafit yang sangat baik karena tidak mudah aus. Hal ini dikarenakan sifat termalnya yang sangat baik dikombinasikan dengan fakta bahwa ia dapat melumasi dirinya sendiri.
Tahan Korosi
Karena tidak aktif secara kimia, Anda dapat dengan mudah mengaplikasikannya di lingkungan yang korosif. Produk ini juga terlindungi dari efek oksidasi melalui impregnasi berpori seperti garam.
Konduktivitas Termal Tinggi
Ini berarti bahwa grafit karbon Anda dapat menghilangkan atau mentransfer panas yang dihasilkan dalam aplikasi Anda dari gesekan. Material yang memiliki konduktivitas termal rendah biasanya mentransfer panas operasional pada tingkat yang sangat rendah.
Karbon Grafit untuk Suku Cadang Khusus
Jika Anda pernah berada dalam situasi di mana Anda harus mengganti komponen khusus, maka grafit karbon pastilah menjadi pilihan. Kebanyakan orang lebih memilih grafit karbon sebagai penggantinya karena beberapa alasan.
Selain memiliki sifat pelumas alami yang sangat baik, grafit karbon dapat menahan suhu tinggi dan korosi. Selain itu, grafit karbon juga kuat dan keras sehingga menjamin ketahanan komponen Anda.
Karena stabil secara termal, Anda dapat menggunakannya dengan nyaman di area yang rentan terhadap korosi dan efek kimia. Jika Anda ingin meningkatkan keserbagunaannya, Anda dapat dengan mudah menghamilinya dengan inhibitor oksidasi atau bahkan resin.
Jika Anda dapat mengerjakannya dengan presisi, Anda dapat memperoleh komponen yang stoknya sudah habis. Anda bahkan dapat mengerjakan komponen yang paling tidak dikenal dengan jaminan bahwa komponen tersebut akan bertahan lama.
Aplikasi Karbon Grafit
Karbon grafit merupakan material serbaguna yang dapat digunakan dalam berbagai aplikasi di berbagai industri. Hal ini penting karena kemampuannya menahan suhu tinggi, melumasi sendiri, dan memiliki sifat termal yang baik.
Kita dapat menganalisis penerapannya berdasarkan komponen-komponen yang dapat kita buat. Beberapa di antaranya meliputi:
- Dudukan katup bola
- Berbagai jenis bushing dan bearing
- Membuat baling-baling yang digunakan dalam berbagai pompa industri
- Membuat komponen khusus
- Berbagai segel seperti permukaan segel mekanis dan cincin segel dalam aplikasi kriogenik
- Pelat keausan
Kesimpulan
Grafit karbon dapat menawarkan berbagai macam keuntungan saat digunakan dalam aplikasi Anda. Dengan ikatan karbonnya yang dapat menahan suhu tinggi, mereka menggabungkan berbagai elemen karbon dan grafit.
Ia mengambil sifat pelumasan sendiri dari grafit dan memadukannya dengan kekuatan dan ketahanan aus karbon. Keduanya dapat ditingkatkan dengan berbagai impregan untuk menghasilkan material tangguh yang memiliki sifat kimia dan mekanis yang sangat baik.
Sumber Daya Lainnya:
Grafit – Sumber: WIKIPEDIA
Sifat Grafit – Sumber: BRITANNICA
