탄소흑연은 비정질 탄소와 흑연을 혼합하여 형성된 화합물입니다. 검정에서 강철 회색까지 다양한 색조로 찾을 수 있습니다.
탄소흑연의 특징
사용하고자 하는 탄소 흑연에 고유한 매우 뚜렷한 특징이 몇 가지 있습니다. 그 중 일부에 대한 간략한 설명을 나열해 보겠습니다.
온도 저항성
탄소 흑연은 200°C와 600°C 사이의 온도에서 산화 응용 분야에서 매우 잘 작동할 수 있습니다. 약 3000°C의 온도를 갖는 비산화 응용 분야에서도 마찬가지로 잘 작동할 수 있습니다.
열팽창 계수가 낮아 -35°C에서 -270°C 사이의 극저온 응용 분야에 적합합니다. 이러한 조건에서도 약간의 변화만 있어도 모양과 크기를 유지할 수 있습니다.
부식 저항성
탄소 흑연은 매우 많은 부식성 원소를 견딜 수 있습니다. 이산화황, 석유 등 매우 많은 다른 화학 물질이 있는 응용 분야에서 영향을 미치지 않고 사용할 수 있습니다.
이는 탄소 원자가 육각형 구조를 형성하는 공유 결합으로 강력하게 고정되어 있기 때문입니다. 이러한 결합의 강도는 이러한 화학 물질로 인한 모든 형태의 부식을 견뎌냅니다.
자체 윤활
결합하는 반데르발스 힘 그래핀 층 탄소 흑연 내부는 매우 약합니다. 즉, 그래핀 층은 탄소 흑연과 접촉하는 다른 표면에서 쉽게 벗겨질 수 있습니다.
탄소 흑연은 동적 필름을 생성하여 그 사이의 거친 표면을 채웁니다. 이를 통해 건조한 환경 적용에서도 자체적으로 윤활할 수 있습니다.
다공성
제조 중에 탄소 흑연을 구우면 탄화수소가 가스 방출 과정에서 제거됩니다. 극심한 열이 이 가스를 밀어내어 비정질 탄소 구조에 다공성 네트워크를 남깁니다.
다공성 네트워크는 수지 및 금속과 같은 첨가제로 쉽게 함침시킬 수 있음을 의미합니다. 이는 기계적 및 화학적 특성 측면에서 탄소 흑연을 강화합니다.
탄소흑연이 만들어지는 방법
우리는 비정질 탄소와 흑연을 결합하여 탄소 흑연을 만들 수 있습니다. 이 두 가지 유형의 탄소는 물리적, 기계적 특성이 다르다는 것을 기억하세요.
비정질 탄소의 바람직한 특성에는 내마모성, 물리적 강도 및 단단함이 포함됩니다. 흑연에는 자체 윤활을 가능하게 하는 약하고 부드러운 구조가 있습니다.
두 가지를 먼저 섞은 다음 콜타르 피치를 바인더로 추가합니다. 그런 다음 혼합물을 원하는 모양의 틀에 넣고 압축합니다.
압축 성형 후, 이러한 부품은 매우 높은 온도에서 구워야 합니다. 이 과정은 콜타르 피치가 탄화되도록 하기 위해 수행됩니다.
이것은 탄소와 흑연을 모두 포함하는 견고한 강한 구성 요소를 형성합니다. 압축에 강하고 매우 무거운 하중 테스트에 노출되어도 효과가 나타나지 않습니다.
그런 다음 탄소 흑연을 오븐에 넣고 매우 높은 온도에서 굽습니다. 이는 탄화수소가 고체 구조에서 배출되는 가스 방출로 이어집니다.
여기가 탄소 흑연이 생성된 구멍 네트워크에서 다공성을 얻는 곳입니다. 기본적으로 단단한 검은색 스펀지처럼 보이는 구조가 있습니다.
화학적 및 기계적 특성을 강화하기 위해, 우리는 이 구멍에 금속, 수지 및 기타 많은 필러를 함침시킬 수 있습니다. 응용 분야에 따라, 그들은 열적 특성을 개선하고 강화할 것입니다.
탄소흑연 대 흑연
탄소흑연과 흑연은 모두 탄소로 만들어졌지만 두 가지 다른 원소입니다. 우선, 흑연은 특정 디자인으로 구조화된 탄소 원자로만 만들어졌다는 것을 알고 있습니다.
이것은 다이아몬드와 마찬가지로 탄소의 이소체를 만듭니다. 반면에, 비정질 탄소와 순수한 흑연을 바인더를 사용하여 혼합하면 흑연 탄소를 얻습니다.
이는 두 구성 요소의 물리적 및 기계적 특성을 모두 융합합니다. 이는 탄소 흑연을 흑연보다 물리적 및 기계적 품질 면에서 우수하게 만듭니다.
탄소흑연의 이점
응용 프로그램에서 탄소 흑연을 사용하면 주로 그 특성에서 다양한 이점을 얻을 수 있습니다. 아래에서 그 중 일부를 자세히 살펴볼 수 있습니다.
고온 범위 응용 프로그램
비산화, 산화 및 극저온 응용 분야에서 광범위한 온도 범위에서 흑연 전극을 사용할 수 있습니다. 이를 통해 약 -270°C에서 3000°C보다 약간 높은 온도까지 작동할 수 있습니다.
습하고 건조한 환경
자체 윤활이 되므로 건조한 조건에서는 윤활을 추가할 필요가 없습니다. 이 윤활은 습한 환경의 적용에서 오일과 그리스와 달리 씻겨 나갈 수 없습니다.
차원적으로 안정하다
탄소흑연의 열팽창 계수는 매우 낮아 온도가 크기에 큰 영향을 미치지 않습니다. 즉, 극한 온도 조건에서 쉽게 팽창/수축되거나 변형되지 않습니다.
내마모성
탄소 흑연은 쉽게 마모되지 않기 때문에 뛰어난 성능을 보장받을 수 있습니다. 이는 자체 윤활이 가능하다는 사실과 결합된 뛰어난 열적 특성 때문입니다.
부식 저항성
화학적으로 불활성이므로 부식성 환경에 쉽게 적용할 수 있습니다. 또한 소금과 같은 다공성 함침제를 통해 산화 효과로부터 보호됩니다.
높은 열전도도
즉, 귀하의 탄소 흑연은 마찰로 인해 응용 프로그램에서 생성된 열을 소산하거나 전달할 수 있습니다. 열 전도도가 낮은 재료는 일반적으로 작동 열을 매우 낮은 속도로 전달합니다.
특수 부품용 탄소 흑연
특수 부품을 교체해야 했던 상황에 처한 적이 있다면, 카본 그래파이트가 선택 사항이었을 것입니다. 대부분의 사람들은 여러 가지 이유로 이러한 부품의 대체품으로 카본 그래파이트를 선호합니다.
탄소 흑연은 뛰어난 자연적 자체 윤활 특성을 가지고 있을 뿐만 아니라 고온과 부식을 견딜 수 있습니다. 또한, 강하고 단단하여 부품의 내구성을 보장합니다.
열적으로 안정적이기 때문에 부식과 화학적 영향이 모두 발생하기 쉬운 곳에서 편안하게 사용할 수 있습니다. 다재다능함을 개선하려면 산화 방지제나 수지로 쉽게 함침시킬 수 있습니다.
정밀하게 가공할 수 있다면 재고가 없는 부품을 얻을 수 있습니다. 심지어 가장 모호한 부품도 시간의 시험을 견뎌낼 것이라는 보장과 함께 가공할 수 있습니다.
탄소흑연의 응용분야
탄소 흑연은 다양한 산업에서 매우 많은 용도로 사용할 수 있는 다재다능한 소재입니다. 이는 고온을 견뎌내고 자체 윤활이 가능하며 열적 특성이 좋기 때문에 중요합니다.
우리는 그것으로 만들 수 있는 구성 요소를 기반으로 응용 프로그램을 분석할 수 있습니다. 그 중 일부는 다음과 같습니다.
- 볼 밸브 시트
- 다양한 종류의 부싱 및 베어링
- 다양한 산업용 펌프에 사용되는 베인 제작
- 특수부품 제작
- 극저온 응용 분야의 기계적 씰 면 및 씰 링과 같은 다양한 씰
- 마모판
결론
탄소 흑연은 여러분의 응용 분야에서 사용될 때 다양한 이점을 제공할 수 있습니다. 고온을 견딜 수 있는 탄소 결합으로 탄소와 흑연의 다양한 요소를 결합합니다.
흑연의 자체 윤활 특성을 취하고 탄소의 강도와 내마모성과 혼합합니다. 다양한 함침제로 강화하여 우수한 화학적 및 기계적 특성을 가진 강력한 소재를 제공할 수 있습니다.
더 많은 리소스:
석묵 – 출처: 위키피디아
흑연 특성 – 출처: BRITANNICA
