L-Aktar Materjali u Applikazzjonijiet Promettenti fis-Seklu 21

Introduzzjoni:

Il-grafita hija allotropa ta 'karbonju elementari. Il-periferija ta ’kull atomu tal-karbonju hija konnessa ma’ tliet atomi tal-karbonju oħra (eżagoni multipli rranġati f’taqqab) marbuta b’mod kovalenti biex tifforma molekula kovalenti. Peress li kull atomu tal-karbonju jarmi elettron, dawk l-elettroni jistgħu jiċċaqalqu liberament, allura l-grafita hija konduttur elettriku. Il-grafita hija waħda mill-iktar minerali rotob, u l-użi tagħha jinkludu l-manifattura ta 'ċomb tal-lapes u lubrikanti. Il-karbonju huwa element mhux metalliku, li jinsab fil-grupp IVA tat-tieni perjodu tat-tabella perjodika.

Karatteristika

Il-proprjetajiet kimiċi tal-karbonju elementali huma relattivament stabbli f'temperatura tal-kamra, u ma jinħallux fl-ilma, fl-aċidu dilwit, fl-alkali dilwiti u fis-solventi organiċi; jirreaġixxi u jinħaraq bl-ossiġnu f'temperaturi għoljin differenti biex jiġġenera dijossidu karboniku jew monossidu karboniku; fost l-aloġeni, il-fluworin biss jista 'jirreaġixxi direttament mal-karbonju elementali; Taħt temperatura għolja, il-karbonju elementali huwa aktar faċli biex jiġi ossidizzat bl-aċidu; f'temperatura għolja, il-karbonju jista 'wkoll jirreaġixxi ma' ħafna metalli biex jifforma karburi tal-metall. Il-karbonju huwa riduttiv u jista 'jxamm il-metalli f'temperaturi għoljin. Il-grafita hija minerali kristallina ta 'elementi tal-karbonju, u l-kannizzata tal-kristall tagħha hija struttura eżagonali f'saffi. Id-distanza bejn kull saff tal-malja hija 340pm, u d-distanza bejn l-atomi tal-karbonju fl-istess saff tal-malja hija 142pm ;. Jappartjeni għas-sistema tal-kristall eżagonali bi qsim sħiħ f'saffi. Il-wiċċ tal-qsim huwa ddominat minn rabtiet molekulari, li għandhom attrazzjoni aktar dgħajfa għall-molekuli, għalhekk il-floatability naturali tiegħu huwa tajjeb ħafna. Grafit, djamant, karbonju 60, nanotubi tal-karbonju, eċċ huma kollha sustanzi sempliċi ta 'karbonju, u huma allotropi. Il-proprjetajiet speċjali tal-grafita, reżistenza għat-temperatura għolja: il-punt tat-tidwib tal-grafita huwa 3850 ± 50 ° C, u l-punt tat-togħlija huwa 4250 ° C. Anke wara ħruq ta 'ark ta' temperatura ultra-għolja, it-telf ta 'piż huwa żgħir ħafna, u l-koeffiċjent ta' espansjoni termika huwa wkoll żgħir ħafna. Is-saħħa tal-grafita tiżdied maż-żieda fit-temperatura. F'temperatura ta '2000 ° C, is-saħħa tal-grafita tirdoppja.

Refrattarji

Fl-industrija tal-ħadid u l-azzar, ir-refrattarji tal-grafita jintużaw għal kisi refrattorju ta 'fran tal-funderija ta' l-ark u konvertituri ta 'l-ossiġenu, kisi refrattarju tas-sokkra, eċċ .; ir-refrattarji tal-grafita huma prinċipalment materjali integrali għall-ikkastjar, briks tal-karbonju tal-manjesja u refrattarji tal-grafita tal-aluminju. Il-grafita tintuża wkoll bħala materjal li jifforma l-film għall-metallurġija tat-trab u l-ikkastjar tal-metall. Trab tal-grafita jiżdied ma 'l-azzar imdewweb biex iżid il-kontenut tal-karbonju ta' l-azzar, sabiex l-azzar b'karbonju għoli jkollu ħafna proprjetajiet eċċellenti.

Materjal konduttiv

Fl-industrija elettrika, tintuża biex tagħmel elettrodi, xkupilji, vireg tal-karbonju, tubi tal-karbonju, elettrodi pożittivi ta 'apparati ta' kurrent pożittiv tal-merkurju, woxers tal-grafita, partijiet tat-telefon, kisi għal tubi ta 'l-istampi tat-televiżjoni, eċċ.

Materjal lubrikanti reżistenti għall-ilbies

Il-grafita spiss tintuża bħala lubrikant fl-industrija tal-makkinarju. Żejt lubrikanti ma jistax jintuża f'kundizzjonijiet ta 'veloċità għolja, temperatura għolja u pressjoni għolja, filwaqt li materjali reżistenti għall-ilbies tal-grafita jistgħu jaħdmu b'veloċitajiet għoljin li jiżżerżqu f'temperatura ta' -200 sa 2000 ° C mingħajr żejt lubrikanti. Bosta tagħmir li jittrasporta mezzi korrużivi jużaw b'mod wiesa 'materjali tal-grafita biex jagħmlu tazzi tal-pistuni, siġilli u bearings. M'għandhomx bżonn iżidu żejt lubrikanti meta jkunu qed jaħdmu. L-emulsjoni tal-grafita hija wkoll lubrikant tajjeb għal ħafna ipproċessar tal-metall (tpinġija tal-wajer, tpinġija tal-pajpijiet).

Materjali reżistenti għall-korrużjoni

Grafita pproċessata apposta, li għandha l-karatteristiċi ta 'reżistenza għall-korrużjoni, konduttività termali tajba, u permeabilità baxxa, tintuża ħafna fil-produzzjoni ta' skambjaturi tas-sħana, tankijiet ta 'reazzjoni, kondensaturi, torrijiet ta' kombustjoni, torrijiet ta 'assorbiment, apparat li jkessaħ, ħiters, u filtri, Tagħmir tal-pompa . Huwa użat ħafna fl-industrija petrokimika, idrometallurġija, produzzjoni ta 'bażi ​​ta' aċidu, fibra sintetika, produzzjoni tal-karta u setturi industrijali oħra, li jistgħu jiffrankaw ħafna materjali tal-metall

Materjali metallurġiċi b'temperatura għolja

Minħabba li l-grafita għandha koeffiċjent ta 'espansjoni termika żgħira u tista' tiflaħ għal bidliet mgħaġġla ta 'sħana kiesħa u mgħaġġla, tista' tintuża bħala moffa tal-ħġieġ. Wara li tintuża l-grafita, metalli tal-ħadid jistgħu jiksbu kkastjar b'dimensjonijiet preċiżi u rata għolja ta 'finitura tal-wiċċ. Jista 'jintuża mingħajr proċessar jew ftit proċessar. Ħlief ħafna metall. Il-produzzjoni ta 'karbur tas-siment u proċessi oħra ta' metallurġija tat-trab normalment jużaw materjali tal-grafita biex jagħmlu dgħajjes tal-porċellana għal forom ta 'kompressjoni u sinterizzazzjoni. Griġjoli ta 'tkabbir ta' kristall tas-silikon b'kristall wieħed, reċipjenti ta 'raffinar reġjonali, attrezzaturi ta' appoġġ, ħiters ta 'induzzjoni, eċċ huma kollha magħmula minn grafita ta' purità għolja. Barra minn hekk, il-grafita tista 'tintuża wkoll għat-tidwib bil-vakwu ta' bordijiet u bażijiet ta 'insulazzjoni, tubi tal-forn ta' reżistenza għal temperatura għolja u komponenti oħra.

Enerġija Atomika u Industrija tad-Difiża

Il-grafita għandha moderatur tajjeb tan-newtroni użat fir-reatturi atomiċi. Ir-reatturi tal-uranju-grafita bħalissa huma r-reatturi atomiċi l-aktar użati. Il-materjal ta 'deċelerazzjoni fir-reattur nukleari użat bħala enerġija għandu jkollu punt ta' tidwib għoli, stabbiltà, u reżistenza għall-korrużjoni. Il-grafita tista 'tissodisfa għal kollox ir-rekwiżiti ta' hawn fuq. Il-purità tal-grafita użata fir-reatturi atomiċi hija għolja ħafna, u l-kontenut ta 'impurità m'għandux jaqbeż għexieren ta' ppm. B’mod partikolari, il-kontenut tal-boron għandu jkun inqas minn 0.5 ppm. Fl-industrija tad-difiża nazzjonali, il-grafita tintuża wkoll biex tagħmel żennuni rokit bi fjuwil solidu, koni tal-imnieħer tal-missili, partijiet minn tagħmir aerospazjali, materjali għall-insulazzjoni tas-sħana u materjali għall-protezzjoni mir-radjazzjoni.