الجرافيت، كونه معدنًا شائعًا من الكربون، يرتبط ارتباطًا وثيقًا بحياتنا، ويستخدمه الناس في صناعة أقلام الرصاص، وقضبان الكربون المستخدمة في البطاريات الجافة، وغيرها. إلا أن للجرافيت استخدامات مهمة في الصناعات العسكرية، والمواد المقاومة للحرارة، والصناعات المعدنية، والكيميائية، وغيرها.
يتمتع الجرافيت بخصائص معدنية وغير معدنية: الجرافيت كموصل جيد للكهرباء الحرارية يعكس خصائص المعدن؛ الخصائص غير المعدنية هي مقاومة درجات الحرارة العالية، والاستقرار الحراري العالي، والخمول الكيميائي، والقدرة على التشحيم، واستخدامه واسع جدًا أيضًا.
مجال التطبيق الرئيسي
1، المواد المقاومة للحرارة
في صناعة المعادن، يُستخدم الجرافيت كمادة مقاومة للحرارة وعامل حماية لسبائك الفولاذ. ونظرًا لخصائص مقاومة درجات الحرارة العالية والمتانة العالية للجرافيت ومنتجاته، يُستخدم في صناعة المعادن في صناعة بوتقة الجرافيت، وبطانة أفران الفولاذ، وخبث الحماية، والصب المستمر.
2. صناعة الصب المعدني
الصلب والصب: يستخدم الجرافيت كمكربن في صناعة الصلب.
في مجال الصب، يُستخدم الجرافيت في مواد الصب والصنفرة والتشكيل. بفضل معامل التمدد الحراري الصغير للجرافيت، يُستخدم الجرافيت كطلاء للصب، مما يضمن دقة قياس الصب، ونعومة السطح، وتقليل شقوق ومسام الصب، وزيادة الإنتاجية. بالإضافة إلى ذلك، يُستخدم الجرافيت في إنتاج مسحوق المعادن، والسبائك فائقة الصلابة، ومنتجات الكربون.
3. الصناعة الكيميائية
يتميز الجرافيت بثبات كيميائي جيد. يتميز الجرافيت المُعالج خصيصًا بمقاومة التآكل، والتوصيل الحراري الجيد، والنفاذية المنخفضة. يضمن استخدام الجرافيت في صناعة أنابيب الجرافيت تفاعلًا كيميائيًا طبيعيًا، ويلبي متطلبات تصنيع مواد كيميائية عالية النقاء.
4. الصناعة الكهربائية والإلكترونية
يُستخدم في إنتاج أقطاب الجرافيت الدقيقة، والفرش، والبطاريات، وبطاريات الليثيوم، ومواد توصيل الأقطاب الموجبة لخلايا الوقود، وألواح الأنود، والقضبان الكهربائية، وأنابيب الكربون، وحشيات الجرافيت، وأجزاء الهواتف، والأقطاب الموجبة للمقوم، والبلاستيكات الموصلة للحماية الكهرومغناطيسية، ومكونات المبادلات الحرارية، وطلاء أنابيب التلفزيون. ومن بين هذه المواد، يُستخدم أقطاب الجرافيت على نطاق واسع في صهر سبائك مختلفة؛ كما يُستخدم الجرافيت ككاثود في الخلايا التحليلية الكهربائية لتحليل معادن مثل المغنيسيوم والألمنيوم.
في الوقت الحاضر، يتم استخدام أحبار الفلور الأحفوري (CF، GF) على نطاق واسع في مواد البطاريات عالية الطاقة، وخاصة أحبار الفلور الأحفوري CF0.5-0.99، والتي هي أكثر ملاءمة لصنع مواد الأنود للبطاريات عالية الطاقة، وتصغير البطاريات.
5. صناعات الطاقة الذرية والفضاء والدفاع
يتميز الجرافيت بنقطة انصهار عالية، وثبات، ومقاومة للتآكل، ومقاومة جيدة لأشعة ألفا وأداء إبطاء النيوترونات، ويُستخدم في الصناعة النووية لمواد الجرافيت المعروفة باسم الجرافيت النووي. هناك مهدئات نيوترونية للمفاعلات الذرية، وعاكسات، وحبر أسطواني ساخن لإنتاج النظائر، وجرافيت كروي للمفاعلات المبردة بالغاز عالية الحرارة، وحشوات إحكام المكونات الحرارية للمفاعلات النووية، وكتل سائبة.
يستخدم الجرافيت في المفاعلات الحرارية، ومن المؤمل أن يستخدم في مفاعلات الاندماج، حيث يمكن استخدامه كمهدئ للنيوترونات في منطقة الوقود، وكعاكس حول منطقة الوقود، وكمواد هيكلية داخل القلب.
بالإضافة إلى ذلك، يُستخدم الجرافيت أيضًا في تصنيع مواد دفع الصواريخ بعيدة المدى أو الصواريخ الفضائية، وأجزاء معدات الفضاء، ومواد العزل الحراري والحماية من الإشعاع، وبطانة حلق فوهة ذيل محركات الصواريخ التي تعمل بالوقود الصلب، وغيرها. ويُستخدم أيضًا في إنتاج فرش الطيران، ومحركات التيار المستمر للمركبات الفضائية، وأجزاء معدات الفضاء، وإشارات الاتصال اللاسلكي عبر الأقمار الصناعية، والمواد الهيكلية الموصلة. أما في الصناعات الدفاعية، فيمكن استخدامه في تصنيع محامل الغواصات الجديدة، وإنتاج الجرافيت عالي النقاء للدفاع الوطني، وقنابل الجرافيت، ومخاريط مقدمة الطائرات والصواريخ الشبحية. وعلى وجه الخصوص، يمكن لقنابل الجرافيت أن تُعطّل تشغيل محطات الطاقة الفرعية وغيرها من الأجهزة الكهربائية الكبيرة، وأن يكون لها تأثير أكبر على الطقس.
6. صناعة الآلات
يستخدم الجرافيت على نطاق واسع في إنتاج بطانات فرامل السيارات والمكونات الأخرى بالإضافة إلى زيوت التشحيم عالية الحرارة في الصناعة الميكانيكية ؛ بعد معالجة الجرافيت في الجرافيت الغرواني والحبر الفلورو أحفوري (CF ، GF) ، يتم استخدامه عادة كمواد تشحيم صلبة في صناعة الآلات مثل الطائرات والسفن والقطارات والسيارات وغيرها من الآلات عالية السرعة.
وقت النشر: ٨ نوفمبر ٢٠٢٣