Er karbon bedre enn grafitt

 

Er karbon bedre enn grafitt?

 

Dette spørsmålet kan ikke besvares med et enkelt "ja" eller "nei", fordi karbon er en enorm familie, og grafitt er bare ett medlem av den familien.

Grunnstoffet karbon har mange allotroper. Alt fra det hardeste materialet-diamant-til smørende grafitt og elektrisk ledende kjønrøk, kommer forskjellene i egenskapene deres fra de forskjellige måtene karbonatomer er ordnet på.

 

Utover disse tradisjonelle formene inkluderer karbonfamilien nye medlemmer som fullerener, karbonnanorør og grafen. Disse materialene viser bemerkelsesverdige egenskaper når det gjelder elektrisk ledningsevne, termisk ledningsevne og mekanisk styrke. Ved å manipulere karbons mikrostruktur kan man faktisk lage materialer med vidt forskjellige egenskaper for å møte spesifikke behov.

 

Grafitt er et av de mest brukte medlemmene av karbonfamilien. Den unike lagdelte strukturen gir den en rekke utmerkede egenskaper: den er en god elektrisk leder, tilbyr suveren varmeledningsevne i spesifikke retninger, og har selv-smørende egenskaper samt enestående kjemisk stabilitet.

 

Disse egenskapene har gjort grafitt til en hjørnestein i industrien. Den er mye brukt til å produsere anoder for litium-ionbatterier,grafitt sagger,høy-temperaturgrafittdigler, former for metallurgisk støping, tetningsringer og foringer for mekaniske tetninger,varmeelementerog koblingsstenger for vakuumovner, og grafittrør for fotovoltaiske applikasjoner.

 

Kjerneforskjellene mellom de to er:

 

1. Avstemming av egenskaper: Karbonmaterialer tilbyr et stort spekter av egenskaper som kan tilpasses ved å designe mikrostrukturen deres (som graden av grafitisering). For eksempel har aktivert karbon et massivt spesifikt overflateareal, noe som gjør det ideelt for adsorpsjon og katalyse, mens karbonfiber er kjent for sin høye styrke. Mens grafittens egenskaper er utmerkede, er de relativt faste.
2. Applikasjonsspesifisitet: Denne justeringen lar karbonmaterialer utmerke seg i en rekke banebrytende felter. For eksempel, på grunn av deres overlegne ytelse, utkonkurrerer karbon/karbon-kompositter tradisjonell grafitt i høy-temperaturapplikasjoner som Czochralski (CZ) silisiumenkel-vekst; I mellomtiden skinner materialer som nanorør av karbon i grenseområder som ny energi og romfart.

 

Derfor finnes det ikke noe absolutt bedre alternativ-bare det som er best egnet. Valget av materiale avhenger helt av det spesifikke bruksscenarioet og ytelseskravene.