مواد کربن، گرافیت و الماس

کربن، گرافیت و مواد الماس شامل زجاجیه، آمورف، یا کربن شیشه ای است. گرافیت شش ضلعی و پیرولیتیک (PG)؛ و الماس های طبیعی و مصنوعی، مواد کربنی الماس مانند (DLC) و پوشش های الماس مانند.

کربن یک عنصر غیر فلزی با اشکال گرافیت و الماس است. گرافیت یک آلوتروپ کربنی خاکستری، کریستالی است که به عنوان روان کننده جامد و در راکتورهای هسته ای استفاده می شود. الماس ها از تبلور کربن تحت فشار فوق العاده تشکیل می شوند و سخت ترین مواد طبیعی هستند. الماس مصنوعی اغلب در کاربردهای صنعتی استفاده می شود.

مواد

پایگاه داده Engineering360 SpecSearch حاوی اطلاعاتی در مورد انواع مختلف مواد کربن، گرافیت و الماس است.

کربن

کربنی که بی شکل، شیشه ای یا شیشه ای است فاقد ساختار کریستالی است. کربن زجاجیه از مخلوط کردن یک رزین، معمولاً فوران، با یک عامل تشکیل دهنده منافذ، ریخته‌گری آن به شکل خالص و سپس پیروله کردن آن برای بیرون راندن محتوای فرار تولید می‌شود. این فرآیند، پیرولیز، تحت فشار رخ می دهد و تجزیه ترموشیمیایی مواد آلی در دمای بالا در غیاب اکسیژن است.

گرافیت

گرافیت ممکن است ساختار کریستالی شش ضلعی یا ناهمسانگرد داشته باشد.

گرافیت شش ضلعی یا گرافیت پولکی دارای ساختار پلاکتی ضعیفی است که پوسته پوسته می شود یا به سرعت فرسوده می شود و عملکرد روان کنندگی ایجاد می کند. گرافیت پولکی در متالورژی پودر، صفحات دوقطبی پیل سوختی، مواد حرارتی، تعدیل کننده های اصطکاک و مواد رسانای الکتریکی استفاده می شود. 

گرافیت پیرولیتیک (PG) لایه لایه است و دارای چگالی بالا و ساختار کریستالی بسیار ناهمسانگرد است. PG با شکستن متان در دمای بسیار بالا و اجازه دادن به کربن بر روی یک بستر یا سنبه تولید می شود. ماده به دست آمده فاقد ساختار دانه ای و عملاً بدون تخلخل است. دارای صفحات کریستالوگرافی بسیار بزرگ است و می تواند به یک ساختار تک بلوری نزدیک شود. به طور کلی، خواص مکانیکی، حرارتی و الکتریکی PG بسیار برتر از مواد متداول شش ضلعی (ورقه ای) ساختاری یا پیوندی است.

انواع دیگر گرافیت شامل رگه ای، مصنوعی و قابل گسترش است.

الماس

الماس و مواد کربن الماس مانند (DLC) دارای سختی بالا و مقاومت در برابر سایش عالی هستند که آنها را در کاربردهای سایش و ابزارآلات مفید می کند. آنها همچنین رسانایی حرارتی بالا و مقاومت الکتریکی پایینی را ارائه می دهند که الماس را برای استفاده به عنوان یک بستر دی الکتریک اتلاف کننده گرما در هر دو کاربرد الکترونیکی و نیمه هادی مناسب می کند.

محصولات ممکن است به الماس (طبیعی و مصنوعی) و الماس مانند تقسیم شوند.

الماس‌ها ساختاری مکعبی شکلی دارند که در آن اتم‌های کربن پیوندهای چهار وجهی تشکیل می‌دهند. الماس به طور طبیعی وجود دارد، اما ساخته دست انسان نیز هست.

کربن یا پوشش های الماس مانند ساختاری بی شکل دارند که همچنان سطوح سختی بالایی از خود نشان می دهند. اغلب، مواد کربنی الماس مانند با استفاده از فرآیند رسوب بخار شیمیایی (CVD) ساخته می شوند. مواد الماس پلی کریستالی (PCD) از تثبیت یا تف جوشی ذرات ریز الماس با هم با استفاده از گرما و فشار ساخته می شوند. PCD همچنین می تواند از طریق فرآیند CVD تولید شود.

مواد تخصصی و اختصاصی گرافیت و الماس مانند نیز از برخی تامین کنندگان موجود است.

مراجع

دانشگاه ایالتی نیومکزیکو شرقی: الماس و گرافیت

کربن های آسبری

منبع:globalspec