Than chì cacbon là hợp chất được hình thành bằng cách trộn cacbon vô định hình với than chì. Bạn có thể tìm thấy nó trong nhiều sắc thái khác nhau, từ đen đến xám thép.
Đặc điểm của Carbon Graphite
Bạn sẽ tìm thấy một số tính năng rất riêng biệt dành riêng cho than chì carbon mà bạn muốn sử dụng. Chúng tôi xin liệt kê một số tính năng trong số đó như sau:
Khả năng chống chịu nhiệt độ
Than chì cacbon có thể hoạt động cực kỳ tốt trong các ứng dụng oxy hóa ở nhiệt độ từ 200°C đến 600°C. Chúng cũng có thể hoạt động tốt trong các ứng dụng không oxy hóa ở nhiệt độ khoảng 3000°C.
Do hệ số giãn nở nhiệt thấp nên chúng hoàn hảo cho các ứng dụng nhiệt độ đông lạnh từ -35°C đến -270°C. Chúng có thể giữ nguyên hình dạng và kích thước trong những điều kiện như vậy chỉ với một thay đổi nhỏ.
Khả năng chống ăn mòn
Than chì carbon có thể chịu được rất nhiều yếu tố ăn mòn. Bạn có thể sử dụng chúng trong các ứng dụng có lưu huỳnh đioxit, dầu mỏ cùng rất nhiều hóa chất khác mà không ảnh hưởng đến chúng.
Điều này là do các nguyên tử carbon trong chúng được giữ chặt với nhau bằng liên kết cộng hóa trị tạo thành cấu trúc lục giác. Độ bền của các liên kết này chống lại mọi hình thức ăn mòn từ các hóa chất như vậy.
Tự bôi trơn
Các lực Van der Waals liên kết lớp graphene bên trong than chì carbon rất yếu. Điều này có nghĩa là các lớp graphene có thể dễ dàng cọ xát trên bề mặt khác khi tiếp xúc với than chì carbon.
Than chì carbon lấp đầy bất kỳ bề mặt gồ ghề nào giữa chúng bằng cách tạo ra một lớp màng động. Điều này giúp nó có thể tự bôi trơn ngay cả trong các ứng dụng môi trường khô.
Độ xốp
Khi than chì carbon được nung trong quá trình sản xuất, hydrocarbon bị loại bỏ trong quá trình thoát khí. Nhiệt độ cực cao đẩy khí này ra ngoài để lại một mạng lưới xốp trong cấu trúc carbon vô định hình.
Mạng lưới xốp có nghĩa là chúng ta có thể dễ dàng tẩm nó bằng các chất phụ gia như nhựa và kim loại. Chúng sẽ gia cố than chì carbon của bạn về mặt tính chất cơ học và hóa học.
Than chì cacbon được tạo ra như thế nào
Chúng ta có thể tạo ra than chì cacbon bằng cách kết hợp cacbon vô định hình với than chì. Hãy nhớ rằng cả hai loại cacbon này đều có các đặc điểm vật lý và cơ học khác nhau.
Các đặc tính mong muốn của cacbon vô định hình bao gồm khả năng chống mài mòn, sức mạnh vật lý và độ cứng. Bạn sẽ tìm thấy cấu trúc yếu và mềm trong than chì khiến nó tự bôi trơn.
Đầu tiên, hai thứ này được trộn với nhau và sau đó thêm nhựa than đá làm chất kết dính. Sau đó, hỗn hợp được cho vào khuôn có hình dạng mong muốn và nén lại.
Sau khi đúc nén, các bộ phận này phải được nung ở nhiệt độ cực cao. Quá trình này được thực hiện để cho hắc ín than đá có thể cacbon hóa.
Điều này tạo thành một thành phần rắn chắc có cả carbon và graphite. Nó có khả năng chống nén và không có tác dụng khi chịu tải cực nặng.
Than chì cacbon sau đó được đặt trong lò và nung ở nhiệt độ rất cao. Điều này dẫn đến sự thoát khí, trong đó hydrocarbon bị đẩy ra khỏi cấu trúc rắn.
Đây là nơi than chì carbon đạt được độ xốp từ mạng lưới các lỗ được tạo ra. Về cơ bản, bạn có một cấu trúc trông giống như một miếng bọt biển đen đặc.
Để tăng cường các tính chất hóa học và cơ học, chúng ta có thể tẩm các lỗ này bằng kim loại, nhựa và nhiều chất độn khác. Tùy thuộc vào ứng dụng, chúng sẽ cải thiện các tính chất nhiệt và tăng cường độ bền.
Than chì cacbon so với than chì
Than chì và than chì có thể đều được tạo thành từ carbon nhưng chúng là hai nguyên tố khác nhau. Trước hết, chúng ta biết rằng than chì hoàn toàn được tạo thành từ các nguyên tử carbon có cấu trúc theo một thiết kế cụ thể.
Điều này làm cho nó trở thành dạng thù hình của carbon giống như kim cương. Mặt khác, bạn có được carbon graphite bằng cách trộn carbon vô định hình và graphite tinh khiết bằng chất kết dính.
Điều này kết hợp cả tính chất vật lý và cơ học của cả hai thành phần. Điều này làm cho than chì carbon có chất lượng vật lý và cơ học vượt trội hơn than chì.
Lợi ích của Carbon Graphite
Khi bạn sử dụng than chì carbon trong ứng dụng của mình, bạn sẽ có được nhiều lợi ích khác nhau chủ yếu từ các đặc tính của nó. Chúng ta có thể đào sâu vào một số đặc tính dưới đây:
Ứng dụng phạm vi nhiệt độ cao
Bạn có thể sử dụng điện cực graphite trong phạm vi nhiệt độ rộng từ các ứng dụng không bị oxy hóa, bị oxy hóa và đông lạnh. Điều này giúp nó hoạt động từ khoảng -270°C đến nhiệt độ hơi cao hơn 3000°C.
Môi trường ướt và khô
Vì chúng tự bôi trơn, bạn không cần phải thêm bất kỳ chất bôi trơn nào khi ứng dụng trong điều kiện khô. Chất bôi trơn này cũng không thể bị rửa trôi không giống như dầu và mỡ trong các ứng dụng môi trường ẩm ướt.
Ổn định về kích thước
Hệ số giãn nở nhiệt của than chì cacbon rất thấp, nghĩa là nhiệt độ không ảnh hưởng đáng kể đến kích thước của nó. Điều này có nghĩa là nó không giãn nở/co lại hoặc biến dạng dễ dàng trong điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt.
Chống mài mòn
Bạn có thể yên tâm về hiệu suất tuyệt vời của than chì carbon vì nó không dễ bị mòn. Điều này là do tính chất nhiệt tuyệt vời của nó kết hợp với khả năng tự bôi trơn.
Chống ăn mòn
Vì nó không hoạt động về mặt hóa học, bạn có thể dễ dàng sử dụng nó trong môi trường ăn mòn. Nó cũng được bảo vệ khỏi tác động của quá trình oxy hóa thông qua các chất thấm xốp như muối.
Độ dẫn nhiệt cao
Điều này có nghĩa là than chì carbon của bạn có thể tản nhiệt hoặc truyền nhiệt sinh ra trong ứng dụng của bạn do ma sát. Các vật liệu có độ dẫn nhiệt thấp thường truyền nhiệt hoạt động ở tốc độ rất thấp.
Carbon Graphite cho các bộ phận đặc biệt
Nếu bạn đã từng ở trong tình huống phải thay thế một bộ phận chuyên dụng, thì than chì carbon hẳn là một lựa chọn. Hầu hết mọi người thích than chì carbon để thay thế vì một số lý do.
Bên cạnh đặc tính tự bôi trơn tự nhiên tuyệt vời, than chì carbon có thể chịu được nhiệt độ cao và ăn mòn. Ngoài ra, nó vừa bền vừa cứng do đó đảm bảo độ bền cho bộ phận của bạn.
Vì nó ổn định về nhiệt, bạn có thể thoải mái sử dụng nó ở những khu vực dễ bị ăn mòn và tác động của hóa chất. Nếu bạn muốn cải thiện tính linh hoạt của nó, bạn có thể dễ dàng tẩm nó bằng chất ức chế oxy hóa hoặc thậm chí là nhựa.
Nếu bạn có thể gia công chính xác, bạn có thể có được những bộ phận đã hết hàng. Bạn thậm chí có thể gia công bộ phận khó hiểu nhất với sự đảm bảo rằng nó sẽ vượt qua được thử thách của thời gian.
Ứng dụng của Carbon Graphite
Than chì carbon là một vật liệu đa năng mà bạn có thể sử dụng trong rất nhiều ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Điều này quan trọng vì khả năng chịu được nhiệt độ cao, tự bôi trơn và có đặc tính nhiệt tốt.
Chúng ta có thể phân tích ứng dụng của nó dựa trên các thành phần mà chúng ta có thể tạo ra từ nó. Một số trong số chúng bao gồm:
- Ghế van bi
- Nhiều loại ống lót và ổ trục
- Chế tạo cánh quạt sử dụng trong các loại máy bơm công nghiệp khác nhau
- Chế tạo các bộ phận đặc biệt
- Nhiều loại phớt như mặt phớt cơ khí và vòng đệm trong các ứng dụng đông lạnh
- Mặc tấm
Phần kết luận
Than chì carbon có thể mang lại nhiều lợi thế khi sử dụng trong các ứng dụng của bạn. Với liên kết cacbon có thể chịu được nhiệt độ cao, chúng kết hợp nhiều thành phần khác nhau của cacbon và than chì.
Nó có đặc tính tự bôi trơn của than chì và kết hợp với độ bền và khả năng chống mài mòn của carbon. Chúng có thể được tăng cường bằng nhiều chất tẩm khác nhau để tạo cho bạn một vật liệu mạnh mẽ có đặc tính hóa học và cơ học tuyệt vời.
Thêm tài nguyên:
Than chì – Nguồn: WIKIPEDIA
Tính chất của than chì – Nguồn: BRITANNICA
