21世紀における最も有望な材料と応用
Jul 16, 2021
紹介：
グラファイトは、元素炭素のアロットロープである。各炭素原子の周辺は、他の3つの炭素原子(ハニカムに配置された複数の六角形)と共有結合して共有分子を形成する。各炭素原子は電子を放出するので、それらの電子は自由に動くことができるので、グラファイトは電気伝導体である。グラファイトは、最も柔らかい鉱物の一つであり、その用途は、鉛筆のリードと潤滑油の製造が含まれています。炭素は非金属元素であり、周期表の第2周期のIVA群に位置する。
特性
元素炭素の化学的性質は室温で比較的安定しており、水、希酸、希アルカリ、有機溶媒に不溶性です。それは、二酸化炭素または一酸化炭素を生成するために、異なる高温で酸素と反応し、燃えます。ハロゲンの中では、フッ素だけが元素の炭素と直接反応することができます。高温下では、元素炭素は酸によって酸化されやすくなります。高温では、炭素は金属炭化物を形成するために多くの金属と反応することができます。炭素は還元性であり、高温で金属をワカサギすることができます。グラファイトは炭素元素の結晶鉱物であり、その結晶格子は六角形の層構造である。各メッシュ層間の距離は午後340時で、同じメッシュ層の炭素原子間の距離は142pm;である。それは完全な層状切断を有する六角形の結晶系に属する。切断面は分子結合によって支配され、分子への引力が弱いので、その自然な浮遊性は非常に良好です。グラファイト、ダイヤモンド、カーボン60、カーボンナノチューブなどは、すべて炭素の単純な物質であり、それらは割り当て物です。グラファイトの特殊特性、高温耐性:黒鉛の融点は3850±50°C、沸点は4250°Cです。 超高温アーク燃焼後も、減量は非常に小さく、熱膨張係数も非常に小さいです。グラファイトの強度は温度の上昇に伴って増加します。2000°Cでは、グラファイトの強度が倍増します。
耐火
鉄鋼業界では、グラファイト耐火物はアーク高炉や酸素コンバータ、取鍋耐火ライニングなどの耐火ライニングに使用されています。グラファイト耐火物は、主に必要な鋳造材料、マグネシアカーボンレンガ、アルミニウムグラファイト耐火物です。グラファイトは、粉末冶金や金属鋳造用のフィルム形成材料としても使用されています。黒鉛粉末を溶融鋼に添加して鋼の炭素含有量を増加させ、高炭素鋼が多くの優れた特性を有するようにする。
導電性材料
電気産業では、電極、ブラシ、カーボンロッド、カーボンチューブ、水銀正極電流デバイスの正極、グラファイトワッシャー、電話部品、テレビ用ピクチャーチューブ用塗料などを作るために使用されます。
耐摩耗性潤滑材
グラファイトは機械業界で潤滑剤としてよく使用されます。潤滑油は高速、高温、高圧条件下では使用できませんが、グラファイトの耐摩耗性材料は、油を潤滑することなく-200〜2000°Cの温度で高い摺動速度で動作することができます。腐食性媒体を輸送する多くの機器は、広くピストンカップ、シールやベアリングを作るためにグラファイト材料を使用しています。彼らは、彼らが実行しているときに潤滑油を追加する必要はありません。グラファイトエマルジョンは、多くの金属加工(ワイヤードローイング、パイプ描画)に適した潤滑剤です。
耐食性材料
耐食性、熱伝導性、低透過性の特性を有する特殊加工グラファイトは、熱交換器、反応タンク、コンデンサー、燃焼塔、吸収塔、冷却器、ヒーター、フィルター、ポンプ装置の製造に広く使用されています。石油化学産業、ヒドロメタルジー、酸塩基生産、合成繊維、製紙、その他の産業分野で広く使用されており、多くの金属材料を節約できます。
高温冶金材料
グラファイトは熱膨張係数が小さく、急速な低温・急速な熱変化に耐えられるため、ガラス型として使用できます。グラファイトを使用した後、鉄金属は正確な寸法と高い表面仕上げ率で鋳造物を得ることができます。処理や少しの処理なしで使用することができます。金属をたくさん保存します。固化炭化物および他の粉冶金プロセスの生産は圧縮型および焼結のための磁器のボートを作るためにグラファイト材料を使用する。単結晶シリコン結晶成長るつぼ、地域の精製容器、サポート器具、誘導ヒーターなどは、すべて純度の高いグラファイトで作られています。さらに、グラファイトは、グラファイトの絶縁板やベース、高温抵抗炉管、その他の部品を真空融解にも使用できます。
原子力・防衛産業
グラファイトは原子炉で使用される良い中性子モデレーターを持っています。ウラングラファイト原子炉は現在、最も広く使用されている原子炉です。原子炉の減速材料は、電力として使用される高融点、安定性、耐食性を有する必要があります。グラファイトは上記の要件を完全に満たすことができます。原子炉で使用されるグラファイトの純度は非常に高く、不純物含有量は数十ppmを超えてはならない。特に、ホウ素含有量は0.5ppm未満であるべきである。国防産業では、グラファイトは、固体燃料ロケットノズル、ミサイルノーズコーン、航空宇宙機器の一部、断熱材、放射線防護材料を作るためにも使用されます。
