بی‌شک شما هم نام گرافیت یکی از معروف‌ترین ترکیبات کربن را شنیده اید. این ماده سیاه رنگ که نام آن از کلمه یونانی نوشتن گرفته شده است، همیشه یادآور رایج‌ترین کاربرد آن یعنی مغز مداد است. اما کاربردهای این کربن پلی مورف مات، بسیار گسترده‌تر است. به همین دلیل علاوه‌بر استخراج طبیعی آن از معادن زیرزمینی، به صورت مصنوعی هم برای مصارف گوناگون صنعتی ساخته می‌شود.
در این مطلب قصد داریم به مقایسه دونوع از انوع گرافیت پرداخته و تفاوت گرافیت چرب و خشک و کاربردهای آنها را بررسی کنیم.
گرافیت چیست؟
همان‌طور که گفته شد گرافیت یکی از آلوتروپ‌های کربن و درواقع پایدارترین شکل آن است که ساختاری لایه لایه دارد و هر لایه آن از پیوند کووالانسی 6 اتم کربن تشکیل شده است. بین لایه‌های آن پیوند ضعیفی برقرار است که منجربه خاصیت لغزندگی گرافیت شده است. این خاصیت گرافیت را برای کاربردهای روان‌کاری در صنایع مختلف بسیار مناسب کرده است. از پودر گرافیت برای ساخت الکترود، انواع روان‌کننده‌های صنعتی و محصولات نسوز و قطعات الکتریکی استفاده می‌شود.
به علاوه، این ماده نرم، مات و سیاه‌رنگ از گذشته برای نوشتن و ساخت مغز مداد استفاده شده است. ویژگی مهم دیگر گرافیت هم الکتریکی است که کاربردهای دیگری برای آن ایجاد کرده است.
قبل از بررسی تفاوت گرافیت چرب و خشک، لازم است با دو نوع گرافیت طبیعی و مصنوعی آشنا شوید:
در طبیعت این ماده هم در شهاب سنگ‌ها، هم در سنگ‌هایی مثل سنگ مرمر و بسترهای ذغال‌سنگ وجود دارد و معمولا از کربن موجود در بقایای جانداران مختلف که تحت فشار و حرارت بالا در لایه‌های رسوبی محبوس شده اند، ایجاد می‌شود. با استخراج گرافیت طبیعی می‌توان از پوسته‌های آن برای کاربردهای مختلف استفاده کرد.
برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص نحوه ذوب آلومینیوم کلیک کنید.
تولید این ماده به‌صورت مصنوعی هم انجام می‌شود و به این ترتیب می‌توان طی مراحل پیچیده صنعتی به گرافیتی با ویژگی‌های مطلوب و اصلاح‌شده دست‌یافت. مجموعه ذوب فلزات محسنی یکی از تولیدکنندگان انواع گرفیت مصنوعی است.
در ادامه به تفکیک با انواع گرافیت، ویژگی‌ها و کاربردهای هر کدام آشنا شده و و تفاوت گرافیت چرب و خشک را بررسی می‌کنیم.
گرافیت چرب
شکل متبلوری از کربن به صورت هگزانول که از کربن معدنی به دست می‌آید را کربن چرب می‌گویند. این ماده بسیار کم‌یاب است و از این‌رو اهمیت زیادی در همه جای دنیا دارد. برای تولید آن ابتدا کربن معدنی را از منابعی مثل سنگ‌های آذرین و دگرگونی استخراج کرده و سپس طی عملیاتی پیچیده و فناورانه با حفظ خواص اولیه، آن را به صورت دانه‌بندی و متبلورشده در می‌آورند. درنتیجه گرافیت چرب، به صورت پودری نرم و خاکستری مایل به سیاه است که در تماس با پوست دست حالتی چرب و براق ایجاد می‌کند. فرآیند تولید متفاوت یکی از مواردی است که باعث ایجاد تفاوت گرافیت چرب و خشک می‌شود.
خواص بارز و مهم این ماده عبارتند از خاصیت کریستالین، رسانایی الکتریکی، ظرفیت تحمل گرمایی بالا در شوک حرارتی. باتوجه به این ویژگی‌ها از کربن چرب در صنایع ریخته‌گری برای پوشش رنگی ماسه‌ها، در صنایع فولادی، رنگ‌دانه الکترود و مغز مداد استفاده می‌شود.
ویژگی‌های گرافیت چرب
به‌طورکلی می‌توان ویژگی‌های گرافیت چرب را در موارد زیر خلاصه کرد:
- نسبت پائین جرم به حجم (چگالی کم و سبک بودن)
- مقاومت بالا در برابر حرارت و…
- رسانایی در برابر گرما و الکتریسیته
- واکنش ناپذیری در برابر اسیدها و ثبات شیمیایی
- اصطکاک کم
کاربرد گرافیت چرب
باتوجه به ویژگی‌های یادشده و تفاوت گرافیت چرب و خشک، از گرافیت چرب در موارد زیر استفاده می‌شود:
- تامین کربن برای ساخت آلیاژ
- مواد مصرفی در کوره‌های القایی
- صنایع لنت‌سازی، تولید و روان‌کاری صفحه کلاچ
- مواد اولیه در تولیدات صنایع فولاد
- مواد اولیه در صنایع متالوژی و محصولات نسوز
- روان‌ساز در صنایع فورج و اکستروژن
- تولیدات رزین
- صنایع ریخته‌گری
- صنایع حفاری خشک
- صنایع رنگ‌سازی
- صنایع هسته‌ای
- صنایع برقی
گرافیت خشک
این شکل از گرافیت را، پس از استخراج کربن از منابع طبیعی و شستشو با آب و اسید و سپس خشک‌کردن، تولید می‌کنند. گرافیت خشک ساختاری کریستالی و نیمه‌فلزی دارد. این نوع گرافیت بیشترین کاربرد را در صنایع تولید چدن و فولاد داشته و می‌تواند با درصد خلوص‌های مختلف منجربه ایجاد خواص متفاوتی در آلیاژها شود. این یکی از موارد تفاوت گرافیت چرب و خشک است.
انواع گرافیت خشک
این محصول براساس درصد خلوص کربن و اندازه و نوع متفاوت کریستال جداگانه دسته‌بندی می‌شود. انواع مختلف گرافیت خشک عبارتند از:
آمورف (amorphous): این نوع گرافیت فراوان‌تر و در دسترس‌تر بوده و در نتیجه ارزان‌تر است. همچنین کریستال‌های کوچکی دارد و از این‌رو مناسب استفاده در مداد، لنت ترمز و مواد لاستیکی است. آمورف شامل 70-85% کربن است.
فلیک (flake): کیفیت و قیمت این نوع گرافیت بالاتر و فراوانی آن کم‌تر است. فلیک دارای 85-95% کربن است و در لنت ترمز و باتری و سوخت استفاده می‌شود.
وین (vein): این نوع گرافیت بسیار کم‌یاب و گران‌تر از دو نوع دیگر است و کیفیتی بالاتر نیز دارد. درصد خلوص کربن آن 95-99% بوده و ساختاری بسیار منسجم و یک‌پارچه و مقاومت و رسانایی بسیار بالایی دارد. سهولت قالب‌گیری آن برای استفاده در موارد مختلف باعث کاهش هدررفت مواد اولیه و هزینه‌ها می‌شود.
ویژگی های گرافیت خشک
گرافیت خشک از حیث ویژگی‌ها بسیار شبیه گرافیت چرب بوده، اما خواص دیگری را نیز شامل می‌شود که موجب تفاوت گرافیت چرب و خشک است:
- دارای بالاترین میزان مقاومت و سختی طبیعی
- خاصیت ضدزنگ و اکسیدناپذیری
- قابلیت بالای روان‌کاری
- مقاومت حرارتی بالا
- رسانایی حرارتی و الکتریکی
- بازتاباننده اشعه
- اصطکاک کم
- مقاومت بالا در برابر فشار
کاربرد گرافیت خشک
گرافیت چرب علاوه‌بر صنایع الکتریکی، فورچ، رنگ‌سازی و سایر موارد مشابه با گرافیت چرب، کاربرد بسیار وسیعی در صنایع زیر دارد:
- صنایع سرامیک
- ساخت باتری
- انواع مداد و قلم طراحی و…
البته می‌توان گفت کاربرد ویژه این نوع گرافیت به‌طور گسترده در صنایع متالوژی است. گرافیت خشک می‌تواند سختی و مقاومت آلیاژهای فولادی را بالابرده، در تولید الکترودهای صنعتی مورد استفاده قرار گرفته و با استفاده از روش‌های مختلف به احیای فولاد و فلزات اکسیدشده کمک کند.
سخن پایانی
در این مقاله درمورد گرافیت و تفاوت گرافیت چرب و خشک مطالبی را بیان کردیم. باتوجه به کاربرد وسیع انواع گرافیت در صنایع امروزی، اکثر صاحبان صنایع به این ماده اولیه برای تولیدات خود احتیاج دارند. از این‌رو اگر شما هم به‌دنبال یک تولیدکننده مورد اطمینان هستید که بتوانید گرافیت مرغوب را با قیمتی مناسب تهیه کنید، مجموعه ذوب فلزات محسنی یکی از معتبرترین تولیدکنندگان انواع گرافیت است که می‌تواند انتخاب مناسبی برای شما باشد.
