Je uhlík lepší ako grafit

 

Je uhlík lepší ako grafit?

 

Na túto otázku nemožno odpovedať jednoduchým „áno“ alebo „nie“, pretože uhlík je obrovská rodina a grafit je len jedným členom tejto rodiny.

Prvok uhlík má množstvo alotropov. Od najtvrdšieho materiálu-diamant- po mazací grafit a elektricky vodivé sadze, rozdiely v ich vlastnostiach vyplývajú z rôznych spôsobov usporiadania atómov uhlíka.

 

Okrem týchto tradičných foriem zahŕňa rodina uhlíka nové členy, ako sú fullerény, uhlíkové nanorúrky a grafén. Tieto materiály vykazujú pozoruhodné vlastnosti z hľadiska elektrickej vodivosti, tepelnej vodivosti a mechanickej pevnosti. Manipuláciou s mikroštruktúrou uhlíka je možné vytvoriť materiály s výrazne odlišnými vlastnosťami, ktoré spĺňajú špecifické potreby.

 

Grafit je jedným z najpoužívanejších členov rodiny uhlíkov. Jeho jedinečná vrstvená štruktúra mu dodáva sadu vynikajúcich vlastností: je to dobrý elektrický vodič, ponúka vynikajúcu tepelnú vodivosť v špecifických smeroch a má samomazacie vlastnosti, ako aj vynikajúcu chemickú stabilitu.

 

Tieto vlastnosti urobili z grafitu základný kameň priemyslu. Široko sa používa na výrobu anód pre lítium-iónové batérie,grafitový sagger,vysoká-teplotagrafitové tégliky, formy na hutnícke odlievanie, tesniace krúžky a puzdrá pre mechanické upchávky,vykurovacie telesáa spojovacie tyče pre vákuové pece a grafitové rúrky pre fotovoltaické aplikácie.

 

Hlavné rozdiely medzi nimi sú:

 

1. Laditeľnosť vlastností: Uhlíkové materiály ponúkajú širokú škálu vlastností, ktoré je možné prispôsobiť navrhnutím ich mikroštruktúry (ako je stupeň grafitizácie). Napríklad aktívne uhlie sa môže pochváliť veľkým špecifickým povrchom, vďaka čomu je ideálne na adsorpciu a katalýzu, zatiaľ čo uhlíkové vlákna sú známe svojou vysokou pevnosťou. Zatiaľ čo vlastnosti grafitu sú vynikajúce, sú relatívne pevné.
2. Špecifickosť aplikácie: Táto laditeľnosť umožňuje uhlíkovým materiálom vyniknúť v mnohých špičkových-poliach. Napríklad vďaka svojmu vynikajúcemu výkonu prekonávajú kompozity uhlík/uhlík tradičný grafit vo vysokoteplotných aplikáciách, ako je Czochralski (CZ) rast monokryštálov kremíka-; medzitým materiály ako uhlíkové nanorúrky žiaria v hraničných sektoroch, ako je nová energetika a letectvo.

 

Preto neexistuje absolútne lepšia možnosť-iba tá, ktorá je najvhodnejšia. Výber materiálu úplne závisí od konkrétneho scenára aplikácie a požiadaviek na výkon.