گرافیت چرب ( پودر گرافیت )

گرافیت چرب چیست ؟

گرافیت ورقه ای طبیعی به طور طبیعی در شکل گرافیتی که معمولا به صورت ورقه های مجزا در اندازه 5-800 میکرومتر در قطر و 1-150 میکرومتر در ضخامت یافت می شوند، شکل می گیرند.

این شکل از گرافیت درجه بالای بلورینگی ، که تقریبا برابر با چگالی واقعی نظری است، رسانایی حرارتی و الکتریکی بالا و springbuck کم دارد (خصوصیات ترکیبی عالی).

گرافیت چرب دارای مورفولوژی به طور مشخص ورقه ای یا صاف است. تمام گرافیت ها از نظر سطح دارای مورفولوژی ورقه ای هستند، اما در اکثر موارد گرافیت ورقه ای بدون توجه به اندازه ذرات از این ساختار برخوردار است.

گرافیت فلیک در بسیاری از کاربردها از جمله محدود نبودن به متالورژی پودر، صفحات دوقطبی سلول سوختی، پوشش ها، مواد حرارتی، تعدیل کننده های اصطکاک، مواد رسانای الکتریکی، نسوز ها، کاربردهای روان کنندگی کلی، مدادها، واشرها ، ترکیبات لاستیکی و دیگر سیستم های پلیمری پیشرفته استفاده می-شود.

انواع گرافیت طبیعی کدامند ؟

گرافیت چرب را می توان در سنگ های دگرگونی یافت که به طور یکنواخت در بدنه سنگ معدن پخش شده یا در کیسه های به شکل عدسی متمرکز می شوند. دامنه غلظت های کربن از 5٪ تا 40٪ تغییر می-کند. گرافیت ورقه ای را می توان به شکل لایه ای یا پوسته دار در سنگ های دگرگونی خاص از قبیل سنگ آهک، گنایس و شیست؛ یافت.

تنوع دانه بندی ، میزان کربن موجود ، درصد سولفور ، روش تخلیص آن منجر شده تنوع چشمگیری در این محصول شاهد باشیم که بسته به شرایط کاربردی درحوزه های مختلف صنایع از جمله لنت سازی، تولید رنگ های نسوز، نانوتکنولوژی، روانکارهای جامد و سیال و غیره کاربرد داشته باشد .

 از موارد مهمی که به آنها باید توجه کرد موارد زیر است .

• F.C : میزان کربن موجود ( Fixed Carbon )
• Ash : خاکستر
• V.M : مواد فرار ( Volatile matter )
• Moisture : رطوبت
• Size : دانه بندی

ویژگی ‌های گرافیت چرب چیست ؟

ویژگی های گرافیت را با توجه به کاربرد آن باید تعریف کرد . بطور کلی ویژگی های این محصول به صورت می‌باشند:

• رنگ مشکی خاکستری
• بسیار سبک وزن
• نرم و به شدت نسوز
• پایداری حرارتی عالی همراه
• از نظر شیمیایی خنثی
• ضریب اصطکاک کم: خود روان کننده است
• رسانایی الکتریکی بالا: بالاترین در بین نافلزات
• رسانایی حرارتی بالا: قابل مقایسه با مس و نقره
• انبساط حرارتی کم.

گرافیت چرب دارای ساختار بلوری است و در محدوده کربن گرافیتی 80٪ – 98٪ تولید می شود.

همانطور که از نام آن پیداست، گرافیت ورقه ای دارای یک مورفولوژی کاملا ورقه ای است. گرافیت طبیعی یک ماده معدنی با دگرگونی درجه بالا محسوب می شود.

گرافیت ورقه ای ( پودر گرافیت چرب ) چگونه تولید می‌شود ؟

گرافیت ورقه ای رایج ترین نوع گرافیت طبیعی از لحاظ زمین شناسی است. ذخایر بزرگی از گرافیت نقره ای در ایالات متحده آمریکا، آمریکای مرکزی، آمریکای جنوبی، کانادا، آفریقا، آلمان، اوکراین، روسیه و چین استخراج شده است. رسوبات کوچک و موضعی ورقه ای یا شبیه به ورقه از صدها مکان دیگر شناخته شده اند.

مانند سایر گرافیت های طبیعی، گرافیت چرب در هر دو محیط زمین شناسی دگرگونی یا آذرین تشکیل می شود. وجود فیلک گرافیت در سنگ های آذرین نادر است. بیشتر ذخایر اقتصادی گرافیت ورقه ای در سنگ دگرگونی یافت می شود. یک نوع سنگ معمولی که در آن ممکن است گرافیت چرب یافت شود، گنایس بیوتیت کوارتز-فلدسپار سولفیدی است

کاربرد گرافیت ورقه ای ( گرافیت نقره ای )

گرافیت چرب ( گرافیت پولکی ) کاربرد زیادی در صنایع دارد ، از جمله :

گرافیت نقره ای بیشتر برای نسوز، باتری، ساخت فولاد، گرافیت منبسط شده، لنت ترمز، روکش ریخته گری و روان کننده مصرف می شود.

گرافن، که به طور طبیعی در گرافیت یافت می شود، دارای خواص فیزیکی بی نظیری است و جزو قوی ترین مواد شناخته شده است. با این حال، فرایند جداسازی آن از گرافیت، به پیشرفت تکنولوژیکی بیشتری نیاز دارد.

گرافیت ورقه ای در نسوز

این استفاده نهایی قبل از سال 1900 با استفاده از بوته گرافیتی برای نگه داشتن فلز مذاب مورد استفاده قرار گرفت، آغاز شد. این کاربرد در حال حاضر جزئی از مواد نسوز است.

در اواسط دهه 1980، آجر منیزیت کربن مهم شد و کمی بعد شکل آلومینا-گرافیت. در حال حاضر ترتیب اهمیت اشکال آلومینا-گرافیت، آجر منیزیت کربن، مونولیت ها (مخلوط های سفت سازی) و سپس مصالح است.

بوته ها با استفاده از گرافیت چرب بسیار بزرگ و آجر منیزیت کربن که به گرافیت ورقه ای نه چندان بزرگ احتیاج دارد، ساخته شد. در این مورد و سایر موارد دیگر انعطاف پذیری بیشتری در اندازه ورقه وجود دارد و گرافیت آمورف دیگر به مواد نسوز کم مصرف محدود نمی شود.

اشکال آلومینا گرافیتی به عنوان وسایل ریخته گری مداوم مانند نازل ها و فرورفتگی ها برای انتقال فولاد مذاب از ملاقه به قالب و مبدل های فلزی آجر منیزیت کربن و کوره های قوس الکتریکی برای مقاومت در برابر دمای شدید استفاده می شود.

بلوک های گرافیت همچنین در بخش هایی از لنت های کوره جهنم استفاده شده که در آن هدایت حرارتی بالا گرافیت بسیار مهم است. مونولیت های با خلوص بالا اغلب به جای آجرهای منیزیت کربن به عنوان آستر مداوم کوره مورد استفاده قرار می گیرند.

پودر گرافیت چرب باتری

استفاده از گرافیت در باتری ها در 30 سال گذشته رو به افزایش است. گرافیت طبیعی و مصنوعی برای ساخت آند از تمام فن آوری های مهم باتری استفاده می کند. باتری لیتیوم یون تقریباً دو برابر گرافیت از کربنات لیتیوم استفاده می کند.

تقاضا برای باتری ها، در درجه اول نیکل فلز هیدرید و باتری های لیتیوم یون، باعث افزایش تقاضای گرافیت در اواخر دهه 1980 و اوایل دهه 1990 شده است. این رشد توسط الکترونیک قابل حمل، مانند دستگاه پخش سی دی قابل حمل و ابزارهای نیرو هدایت می شود.

لپ تاپ ها، تلفن های همراه، تبلت ها و محصولات تلفن هوشمند باعث افزایش تقاضا برای باتری ها شده اند. پیش بینی شده باتری های خودروهای برقی تقاضای پودر گرافیت چرب را افزایش دهند. به عنوان نمونه، یک باتری لیتیومی یونی در یک پوسته کاملاً برقی نیسان حاوی تقریباً 40 کیلوگرم گرافیت است.

گرافیت ورقه ای در فولاد سازی

گرافیت طبیعی در این استفاده نهایی بیشتر به سمت افزایش کربن در فولاد مذاب می رود، اگرچه می توان از آن برای روان کاری قالب های استفاده شده، برای بیرون کشیدن فولاد گرم استفاده کرد.

تهیه کربن بسیار رقابتی است، بنابراین منوط به قیمت گذاری برش از طریق گزینه های دیگری مانند پودر گرافیت مصنوعی، کک نفتی و اشکال دیگر کربن است. کربن دانه ای اضافه شده تا محتوای کربن فولاد را به میزان مشخص افزایش دهد.

برآوردی که بر اساس آمار مصرف گرافیت USGS ایالات متحده انجام شده، حاکی از آن است که در سال 2005، 10 هزار و 500 تن در این مورد استفاده شده است.

پودر گرافیت چرب در لنت ترمز

گرافیت آمورف طبیعی و ریز در لنت های ترمز برای وسایل نقلیه سنگین (غیرموتور) استفاده می شود و با نیاز به جایگزینی آزبست از اهمیت ویژه ای برخوردار است. این استفاده برای مدتی مهم بوده است، اما ترکیبات آلی غیر آزبست (NAO) شروع به کاهش سهم بازار گرافیت می کنند. صنعت لنت ترمز با بسته شدن برخی از کارخانه‌ها سودمند نبوده است. طبق آمار USGS ، میزان مصرف گرافیت طبیعی ایالات متحده در لنت های ترمز در سال 2005، 6،510 تن بود.

گرافیت نقره ای در پوشش های ریخته گری و روان کننده ها

قالب ریخته گری پایه آب از گرافیت ورقه ای یا ظریف است. رنگ آمیزی قسمت داخلی قالب را با آن انجام داده و اجازه دهید خشک شود، یک روکش گرافیتی ریز ایجاد شده که باعث جداسازی شیء ریخته شده پس از خنک شدن فلز داغ می شود.

روان کننده های گرافیتی کالاهای مخصوصی هستند که می توانند در دماهای بسیار بالا یا بسیار کم استفاده شوند، از جمله اینکه روان کننده های گداخت، ماده ضد عفونی-کننده، روان کننده چرخ دنده های ماشین آلات معدن و روان کاری قفل ها هستند.

گرافیت نقره ای ریز یا پودر گرافیت چرب با خلوص فوق العاده بالا بسیار مطلوب است. می توان از آن به عنوان پودر خشک، در آب یا روغن یا به عنوان گرافیت کلوئیدی (تعلیق دائمی در مایع) استفاده کرد.

برآورد مبتنی بر آمار مصرف گرافیت USGS نشان می دهد که در سال 2005، 2،200 تن در این روش مورد استفاده قرار گرفت.

پودر گرافیت چرب در مدادها

توانایی کشیدن بر روی کاغذ و اشیاء دیگر توسط گرافیت که در سال 1789 توسط کانی شناس آلمانی، ابراهیم گوتلوب ورنر ایجاد شد. نام آن از گرافن سرچشمه می گیرد، به معنی نوشتن / ترسیم به زبان یونانی باستان.

از قرن شانزدهم، مدادها از سرب های گرافیت طبیعی انگلیسی ساخته شدند، اما سرب مداد مدرن معمولاً ترکیبی از پودر گرافیت و رس است؛ که در سال 1795 توسط نیکلاس ژاک کونته اختراع شد. از نظر شیمیایی با سرب فلزی مرتبط نیست، در حالی که سنگ های معدن آن ها ظاهری مشابه دارند، از این رو نام آن ها یکی است.

سرب سیاه (مغز مداد) اصطلاح قدیمی دیگری برای پودر گرافیت چرب است که برای نقاشی مورد استفاده قرار می گیرد، که معمولا به صورت توده ای از مواد معدنی بدون غلاف چوبی است. اصطلاح نقاشی با سرب سیاه معمولاً به آثار قرن 17 و 18 محدود می شود ، بیشتر در مورد پرتره ها.

امروزه، مدادها هنوز یک بازار کوچک اما قابل توجه برای پودر گرافیت چرب هستند. حدود 7٪ از 1.1 میلیون تن گرافیت تولید شده در سال 2011 برای ساخت مداد مورد استفاده قرار گرفت. گرافیت آمورف دارای کیفیت پایین استفاده می شود و عمدتا منبع آن کشور چین است.

دیگر استفاده ها گرافیت فلیک

گرافیت پولکی در باتری های کربن-روی، برس های موتور الکتریکی و کاربردهای تخصصی مختلف، کاربرد یافته است. گرافیت سختی و نرمی متفاوتی داشته که ناشی از کیفیت ها و تناژهای متفاوت آن است، هنگامی که در یک وسیله هنری استفاده می شود.

راه‌آهن ها معمولاً پودر گرافیت چرب را با روغن زباله یا روغن كتاني مخلوط می كنند تا برای قسمت های در معرض دیگ بخار حرارتی بخار قرار گرفته مانند دودكش یا قسمت زیرین جعبه، یک پوشش محافظ مقاوم در برابر حرارت ایجاد كنند.

مناطقی که می توان از گرافیت بلوری استفاده کرد شامل موارد زیر است:

• روان کننده ها
• متالورژی پودر
• چرخ های سنگ زنی
• باتری ها

گرافیت پولکی در کاربردهای نسوز، به طور معمول در فولادسازی ثانویه استفاده می شود. جدا از این، ممکن است در مدادها، متالورژی پودر، پوشش ها و روان کننده ها نیز استفاده شود.

بسیاری از منابع گرافیت نقره ای نیز در ساخت فویل گرافیتی مورد استفاده قرار می گیرند.