گرافیت طلا سیاه که صنعت مدرن را تقویت می کند

گرافيت که اغلب نادیده گرفته می شود، اما ضروری است، به عنوان یکی از مهم ترین موادی که تمدن مدرن را تقویت می کند، ایستاده است.از الکترونیک به تولید انرژی، اما اهمیت آن هنوز توسط عموم مردم دست کم گرفته شده است.

گرافیت که فقط از اتم های کربن تشکیل شده و در شبکه های شش گوشه ای قرار گرفته است، به عنوان یک ابزار کاربردی در بسیاری از بخش ها عمل می کند.ترکیبی منحصر به فرد از خواص آن، رسانایی برق و حرارتی عالی، بی عمل بودن شیمیایی، روان کننده بودن و مقاومت در برابر دماهای شدید باعث می شود که در کاربردهای بی شماری غیر قابل جایگزینی باشد.

این ماده در دو شکل اصلی وجود دارد: گرافیت طبیعی، که از طریق فرآیندهای زمین شناسی در طول هزاره ها شکل گرفته است، و گرافیت مصنوعی، که از طریق روش های دقیق صنعتی مهندسی شده است.در حالی که از نظر شیمیایی مشابه است، این انواع دارای ویژگی های متمایز هستند که برای اهداف مختلف مناسب هستند.

از طریق متامورفوز مواد غنی از کربن تحت فشار و دمای بالا تشکیل شده استگرافیت طبیعی دارای ثبات حرارتی استثنایی با نقطه ذوب 3650°C بالاتر از اکثر مواد شناخته شده استاین باعث می شود آن را برای کاربردهای درجه حرارت بالا که مواد دیگر شکست می خورند، ارزشمند کند.

گرافیت طبیعی در سه نوع اصلی وجود دارد که هر کدام دارای کاربردهای تخصصی هستند:

گرافیت فلک با ساختار کریستالی شبیه به صفحه مشخص می شود که هدایت پذیری برتر و مقاومت حرارتی را نشان می دهد. کاربردهای آن در صنایع حیاتی گسترش می یابد:

• مواد آتش گیر برای کوره های فولاد سازی
• اجزای کلیدی در آنود های باتری لیتیوم یون
• مواد پایه برای گرافیت گسترش یافته مقاوم در برابر آتش
• روان کننده های با کارایی بالا و سیستم های ترمز

با کریستالینیت پایین تر و ذرات ظریف تر، این فرم فراوان تر در کاربردهای حساس هزینه استفاده می شود:

• سر قلم و لوازم هنری
• باتری های سلول خشک
• الکترود های جوش
• پوشش های فوندری

این شکل نادر و با کریستالیت بالا برای کاربردهای فنی سخت استفاده می شود:

• رآکتورهای هسته ای
• کامپوزیت های رسانا پیشرفته
• الکترودهای با کارایی بالا

گرافیت مصنوعی که از طریق فرآیندهای کنترل شده صنعتی با استفاده از قیر نفتی یا زغال سنگ به عنوان مواد اولیه تولید می شود، سازگاری و خلوصی را ارائه می دهد که در اشکال طبیعی دست نیافتنی است.فرآیند تولید شامل:

• آماده سازی و مخلوط کردن مواد اولیه
• شکل دادن از طریق اکستروژن یا قالب گذاری
• پختن در دمای بالا (تا 3000 درجه سانتیگراد)
• ماشینکاری دقیق برای محصولات نهایی

این تولید دقیق دو دسته تخصصی را تولید می کند:

برای کوره های قوس الکتریکی که بیشتر فولاد جهان را تولید می کنند ضروری است، این میله های رسانا عظیم باید مقاومت کنند:

• تراکم جریان بیش از 30 A/cm2
• دمای بالاتر از 3000 درجه سانتیگراد
• فشارهای مکانیکی ناشی از کار مستمر

انواع بسیار خالص و ساختار ایزوتروپکی فناوری های پیشرفته را امکان پذیر می کند:

• تجهیزات تولید نیمه هادی
• قطعات هوافضا
• کاربرد دستگاه های پزشکی

نفوذ گرافیت تقریباً در هر بخش صنعتی نفوذ دارد:

به عنوان ماده ی آنود غالب در باتری های لیتیوم یون، گرافیت امکان:

• گسترش وسایل نقلیه الکتریکی
• ذخیره سازی انرژی در مقیاس شبکه
• مینیاتوریزاسیون الکترونیک قابل حمل

خواص آتش شکن گرافیت از:

• کوره های فولادی
• تجهیزات تولید شیشه
• سلول های تولید آلومینیوم

شکل های تخصصی گرافیت به:

• سیستم های ایمنی راکتورهای هسته ای
• تولید نیمه هادی
• قطعات مکانیکی دقیق

صنعت جهانی گرافیت دارای تولید کنندگان تخصصی است که راه حل های پیشرفته ای را توسعه می دهند:

• تولید کنندگان قطعات دقیق:شرکت های متخصص در قطعات گرافیتی سفارشی برای محیط های شدید
• نوآوران علوم مواد:شرکت هایی که تکنیک های تصفیه و پردازش گرافیت را توسعه می دهند
• تولید کنندگان یکپارچه:شرکت هایی که کل زنجیره تولید را از مواد اولیه تا محصولات نهایی کنترل می کنند

در حالی که گرافیت با محدودیت منابع و نگرانی های زیست محیطی روبرو است، کاربردهای نوظهور به رشد وعده می دهند:

مشتقات مانند گرافین (گرافیت تک لایه ای) ممکن است انقلابی ایجاد کند:

• الکترونیک انعطاف پذیر
• کامپوزیت های پیشرفته
• اجزای محاسبات کوانتومی

صنعت بر روی:

• روش های بهبود یافته بازیافت
• فرآیندهای تولید پاکتر
• توسعه مواد جایگزین

در حالی که خواسته های تکنولوژیکی در حال تکامل است، خواص منحصر به فرد گرافیت، اهمیت آن را در کاربردهای سنتی و نوظهور تضمین می کند.که از کربن به وجود آمده است، عنصر زندگی است که احتمالا در دهه های آینده برای پیشرفت صنعتی اساسی خواهد بود..