Vật liệu graphite là gì? Khám phá tiềm năng, ứng dụng của của vật liệu graphite

Vật liệu graphite hay còn gọi là than chì, đây là vậy liệu nổi bật có tính ứng dụng cao trong nhiều ngành công nghiệp. Trong đó, nổi bật là các sản phẩm có khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt. Bài viết dưới đây, Kobler sẽ giới thiệu chi tiết về than chì và những ngành công nghiệp đang sử dụng than chì hiện nay.

1.Khái niệm vật liệu graphite là gì?

Graphite là một dạng thù hình của carbon tồn tại dưới dạng nhiều hình thù khác nhau. Tên gọi chính thức của hợp chất này là Graphite. Vật liệu này có khả năng chịu nhiệt rất tốt, nhiệt độ nóng chảy của chúng lên đến hơn 3800 độ C.

Graphite trong tự nhiên được tìm thấy ở các mỏ quặng khi khai thác than. Trong khi đó, Graphite nhân tạo thường được chế tạo từ than cốc dầu mỏ. Tinh thể của Graphite cực kỳ hiếm có, một số hợp chất có chứa thành phần Graphite như: Mica, Thạch anh, turmalin, thiên thạch, calcit,…

2. Ứng dụng quan trọng của vật liệu graphite

Graphite hay còn gọi là than chì, vốn là một dạng hình thù khác của Carbon. Hiện nay, chúng được ứng dụng rất nhiều trong sản xuất công nghiệp. Dưới đây là một số ngành công nghiệp chế tạo sử dụng vật liệu này làm thành phần chính.

2.1 Ứng dụng làm vật liệu chịu lửa

Như đã trình bày ở phần trên, Graphite có nhiệt độ nóng chảy lên đến 3800 độ C. Vì thế chúng có khả năng chịu nhiệt rất tốt. Đi kèm với đó là khả năng chống ăn mòn và chống thấm kim loại rất đáng kể. Các sản phẩm có hàm lượng graphite thì độ bền cao hơn nhiều lần. Vì vậy mà giá thành cũng sẽ cao hơn khi hoàn thiện.

2.2 Ứng dụng trong việc làm pin tích điện

Hiện nay, các sản phẩm pin tích điện trên thị trường hầu hết đều có thành phần Graphite. Graphite là chất dẫn làm nên các cực anot của các dòng pin công nghệ. Một số loại pin có thể kể đến như: pin công nghiệp, pin sạc điện, pin dùng 1 lần,…

2.3 Ứng dụng làm vật liệu dẫn điện

Graphite cũng là một hợp chất tự nhiên có khả năng dẫn điện vô cùng tốt. Kết hợp với khả năng chịu nhiệt và chống ăn mòn hóa chất, Graphite hầu như là lựa chọn khó thay thế khi cần một vật liệu tích hợp đồng thời 3 đặc tính trên. Một số ứng dụng cụ thể nhờ vào khả năng dẫn điện của Graphite như: bể điện phân, hồ quang điện, chổi than tiếp điện cho động cơ,…

2.4 Ứng dụng làm chất bôi trơn trong cơ khí

Graphite có tính ổn định rất cao trong mọi tác động của nhiệt độ và áp suất. Nhờ đó, người ta sử dụng vật liệu này làm chất bôi trơn khô trên bề mặt của các động cơ, máy móc có tải trọng nặng. Mục đích của việc này là giảm thiểu các va chạm giữa các bộ phận khi có tần suất làm việc cao.

2.5 Ứng dụng trong công nghiệp hàng không vũ trụ

Graphite là vật liệu khá nhẹ, cùng với khả năng chịu nhiệt tốt. Những điều này là ưu thế để lựa chọn làm nguyên liệu chính trong các ngành công nghiệp hàng không vũ trụ. Hiện nay, người ta sử dụng Graphite để sản xuất hộp động cơ, đầu tên lửa, mũi tên lửa hay các chất có khả năng cách nhiệt khác…

2.6 Ứng dụng trong công nghệ hạt nhân

Bên trong các nhà máy sản xuất hạt nhân có nhiệt độ đốt cháy lên đến hơn 1000 độ C. Do đó, cần một loại vật liệu có khả năng chịu được nhiệt độ cao hơn nhiều so với mức này. Với khả năng chịu nhiệt lên đến 3800 độ C, graphite là lựa chọn hoàn hảo để ổn định nhiệt độ và hấp thụ hàm lượng notron.

Hiện nay, graphite được sử dụng nhiều để xây lót các công cụ, máy móc trong lò phản ứng hạt nhân. Một số bộ phận cần dùng graphite như: cột nhiệt, bộ phản xạ nhiệt, bộ điều hòa, hay các dòng vật liệu dựng lò thứ cấp.

3. Một số đặc tính nổi bật của vật liệu graphite

Vật liệu graphite sở hữu những đặc tính nổi bật như sau:

• Nhiệt độ nóng chảy rất cao: Vật liệu graphite có nhiệt độ nóng chảy lên đến 3800 độ C, hệ số mở rộng nhiệt của graphite là rất nhỏ. Đây được xem là đặc tính nổi bật và ưu việt nhất khi nhắc đến graphite.
• Kích thước vảy Graphite ảnh hưởng đến khả năng bôi trơn vật liệu: Nếu kích thước vảy càng nhỏ thì hệ số ma sát càng nhỏ và mức độ bôi trơn càng cao.
• Ổn định dưới mọi tác động của nhiệt độ: Graphite không chịu tác động ăn mòn của axit hay các dung môi hữu cơ. Vì vậy mà các hàm lượng trong hợp chất này có tính ổn định rất cao.
• Graphite có tính dẻo: Có thể uốn cong và tạo thành các tấm mỏng.
• Chống sốc nhiệt: Khi nhiệt độ môi trường thay đổi đột ngột, graphite cũng không bị ảnh hưởng nhiều, không xuất hiện các vết nứt gãy trên bề mặt.

4. So sánh sự khác biệt giữa graphite và Carbon

Graphite có thành phần chính là Cacbon. Tuy nhiên, giữa graphite và cacbon không giống nhau, chúng có nhiều điểm khác biệt về mặt lý tính. Để không nhầm lẫn giữa cacbon và graphite, hãy cùng xem bảng so sánh dưới đây:

Graphite hay than chì là một dạng hình thù của cacbon. Khi nhắc đến graphite chắc chắn cần nhớ rằng đây là vật liệu có nhiệt độ nóng chảy rất cao. Đây là ưu điểm giúp graphite ứng dụng được trong rất nhiều các ngành sản xuất công nghiệp. Với những trình bày trên đây, mong rằng bạn đã hiểu được tính chất, ứng dụng cụ thể của vật liệu graphite. Đồng thời, không xảy ra nhầm lẫn giữa cacbon và graphite.

Trong tự nhiên có rất nhiều vật liệu tồn tại dưới nhiều trạng thái khác nhau. Có những loại thông dụng quen thuộc cũng có những vật liệu chỉ người trong ngành biết đến. Hãy truy cập Kobler để tìm hiểu thêm nhiều thông tin thú vị về các loại vật liệu sản xuất hiện nay nhé.