گرافیت چیست
کانی گرافیت

گرافیت یکی از آلوتروپ‌های (دگرشکلی‌ها)کربن است که به جهت نرم بودن و رنگ سیاهش در ساخت نوک مداد مورد استفاده قرار می‌گیرد. گرافیت ساختار لایه-لایه داشته و از قرار گرفتن ۶ اتم کربن به صورت ۶ ضلعی منتظم پدید آمده‌است.

سه نوع شبکه کریستالی دارد:

  • آمورف (amorphous)
  • فلیک (flake)
  • وین (vein)

    خواص گرافیت

  • ثبات شمیمیایی
  • بازدارنده تابش (اشعه)
  • اصطکاک کم
  • مقاومت فشاری بالا
  • روانکاری طبیعی بالا
  • مقاومت حرارتی بالا تا ۴۵۰۰ درجه فارنهایت
  • ماد لایه لایه ساخت شده از حلقه کرین ۶ ضلعی
  • بالاترین مقاومت طبیعی و سختی

ضد زنگ و مقاوم در برابر حرارت

تولید گرافیت

ابتدا به توضیح کک میپردازیم:

کک:   کک ماده‌ای با کربن بسیار بالا و ناخالصیهای اندک میباشد که به عنوان سوخت به کار میرود. کک ماده جامد کربناتی است که از زغالهای بیتومین کم خاکستر و کم گوگرد حاصل می‌شود.ککی که از زغال حاصل می‌شود دارای رنگ خاکستری و همچنین سخت و متخلخل است. البته کک به صورت طبیعی نیز وجود دارد اما بیشترین کک مورد استفاده کک ساخته شده از زغال سنگ توسط انسان است. زغالهای خاصی جهت تولید کک متالورژی به کار می‌روند و خواص زغال سنگ تعیین کننده خواص کک تولیدی است. مواد غیر آلی زغال سنگ موسوم به استریل بوده و در کک به صورت خاکستر باقی می‌ماند و تاثیراتی بر عملکرد کوره بلند می‌گذارد.

مراحل تولید:

مرحله اول

ابتدا کک مرغوب دانه‌بندی شده سپس با قیر مذاب مخلوط می‌شود. مخلوط حاصل به وسیله پرس یا اکسترودر تحت فشار به شکل محصول نهایی در می‌آید. سپس در کوره‌ای با 1200 درجه سلسیوس قرار داده می‌شود. مدت پخت و سیکل آن، در خواص گرافیت نهایی مؤثر است. در حین انجام فرایند پخت، مقادیری از اجزای سازنده کک و قیر، تبخیر شده و سبب ایجاد خلل و فرج و ترک‌هایی روی قطعه می‌شود. اگر چگالی قطعه از مقدار مشخصی کمتر باشد، باید به وسیله قیر یا ماده مقاوم دیگری در برابر فشارها و تنش‌های مکانیکی و خوردگی نظیر رزین فنولیک تلقیح شود که این فرایند منجر به افزایش چگالی نیز می‌شود.

 

مرحله دوم

قطعه حاصل، دوباره در کوره قرار می‌گیرد تا پخته شود. محصول فرایند پخت در 1200 درجه سلسیوس، درون کوره‌ای با حدود 3000 درجه سلسیوس قرار داده می‌شود تا فرایند گرافیت شدن انجام شود. دانه‌بندی، تأثیر بارزی بر خواص گرافیت تولید شده دارد به شکلی که هر چه دانه‌بندی ریزتر باشد، خواص مکانیکی و الکتریکی محصول بهتر است. از طرف دیگر پخت آن مشکل‌تر است و نیاز به زمان بیشتری دارد.

 

مرحله سوم

شکل‌دهی معمولاً در فشارهای بسیار بالا و در دمایی بالاتر از نقطه نرمی قیر انجام می‌گیرد. پس از آن، قطعه در مرحله پخت تا دمای 1200 درجه سلسیوس در کوره داغ شده که فرایند کربونیزاسیون انجام می‌شود و هر چه سرعت این فرایند کمتر باشد، ترک‌های ایجاد شده روی قطعه کمتر است.

 

مرحله چهارم

پس از این مرحله، در صورت نیاز قطعه را در اتوکلاوی با دما و فشار معین قرار داده و تحت شرایط خلأ به آن قیر تزریق می‌کنند. معمولاً با انجام سه مرتبه فرایند چگال‌سازی، چگالی قطعه 1/0 تا 2/0 گرم بر سانتی‌متر مکعب افزایش می‌یابد. پس از پختن نمونه در کوره، نوبت به فرایند گرافیته کردن می‌رسد که در دمای 2400 تا 3000 درجه سلسیوس انجام می‌شود. شکل 5، نمودار جریان مواد را نشان می‌دهد.

 

نمودار جریان مواد در فرایند تولید گرافیت از کک و قیر
نمودار جریان مواد در فرایند تولید گرافیت از کک و قیر

 

  کاربرد گرافیت

ورق‌های گرافیتی بسیار بادوام‌تر،‌ سبک‌تر و قوی‌تر از فلزات هستند. امروزه از ورق‌های گرافیتی در تولید وسایل ورزشی محکم و بادوام مانند تجهیزات باشگاهی بدنسازی استفاده می‌شود. این ورق‌ها در اندازه‌های کوچک و بزرگ تولید شده است.

در صنعت برای تولید برنج، مس و مفرغ نیازمند بوته‌های نسوز است. برای این کار غالبا از بوته‌های گرافیتی نسوز، استفاده می‌شود.

برای جلوگیری از اصطکاک در دستگا‌های صنعتی از ترکیب روغن و گرافیت که بسیار مفید و کاربردی است استفاده می‌شود.

در دستگا‌ه های الکترونیکی و نیز به صورت مخصوص در دستگاه‌های تایپ الکتریکی، کاربرد کانی گرافیت بسیار مشهود است.

 

 

  • مدیر سایت
  • شهریور ۱۷, ۱۳۹۹
  • 77 بازدید

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

با توجه به نوسانات بازار برای استعلام قیمت و سفارش از طریق شماره تماس و واتس اپ 09198797950، کانال تلگرام mat_link و اینستاگرام _mat_link اقدام نمایید