グラファイト粒状

熱伝導性と電気伝導性に優れている
黒鉛粒の電気伝導性は良好です。アルミニウム、鉄、銅などの金属と比較することはできませんが、その電気伝導性は他の一般的な材料と比較してかなり高く、炭素鋼の3倍、ステンレス鋼の5倍です。金属材料は100倍高く、超断熱性能の下で高温を持ち、通常金属材料とは異なります。一般に、金属の熱伝導率は温度の上昇とともに増加します。黒鉛粒は、非常に高い温度で断熱する傾向があります。

超高温耐性
通常、材料が2000度を超えると、溶融状態でガスが発生しますが、黒鉛粒は溶融せず、融点は約3900度、沸点は4250度です。超高温黒鉛粒の損失は非常に低いです。

潤滑性が良い
グラファイト粒の摩擦係数は0.1未満であり、潤滑システムの性能は薄片のサイズによって異なります。薄片が大きいほど、摩擦相関係数は小さくなり、潤滑材料の性能は向上します。

優れた耐熱衝撃性
黒鉛粒は耐熱衝撃性に優れ、急激な温度変化に対しても熱膨張係数が小さく、熱安定性に優れているため、黒鉛関連製品にひび割れが生じません。

優れた化学的安定性
グラファイトは室温では化学的に安定しており、酸、アルカリ、有機溶剤による腐食に耐性があります。

六角形の格子配置
グラファイト粒子の炭素原子は、平らな層内で六角形のパターンに並んでいます。これにより、構造が美しく強固になります。この構成により、グラファイト粒子は電気伝導性や滑りやすさなどの特別な特性を備えています。

層と分子間力
グラファイト粒状シートは、積み重ねられたピースのように、分子間の弱い結合によって結合されているため、驚くべき曲げ強度と動きを備えています。これらの力により、層が簡単に上下に移動します。これにより、グラファイト粒状シートはユニークな方法で機能し、さまざまなビジネスで使用できます。

第一段階 - 酸化天然黒鉛段階
一定量のグラファイトをH2O2溶液に入れ、撹拌機を使用して5分間完全に分散させます。撹拌後、分散系を6時間安定させ、室温の恒温キャビネットに入れます。次のステップでは、酸化グラファイトを純水で洗浄し、グラファイトを60℃の温度で4時間乾燥させて、酸化グラファイトを収集します。

第二段階 – 介入段階
過塩素酸 (HClO4) 溶液に過マンガン酸カリウム (KMnO4) を加え、2 分間撹拌して反応溶液を準備します。次に、集めた酸化グラファイトを溶液に加え、5 分間撹拌して、グラファイトが溶液に均等に分散していることを確認します。

その後、溶液を40℃の温水ボイラーに入れ、30分で反応が起こります。30分後、溶液に少量の酢酸を加え、同じ条件下でさらに30分間反応を続けます。その後、濾液が透明になり、pHが5〜7になるまで、製品を再び純水で洗浄します。
最後に、摂氏60度の温度で4時間乾燥させた後、希望どおりのグラファイト粒を収集します。

融点、または液化温度とも呼ばれる温度は、物質を特定の温度まで加熱すると、融解プロセスを経て固体から液体に形状が変化することを意味します。

現在、グラファイト粒子は最も融点が高い物質の一つとして知られています。グラファイト粒子を溶かす温度は、ダイヤモンドとほぼ同じ約3650度です。

華氏スケールを使用する場合、グラファイト粒の融点はおよそ 6602 度 F です。ケルビン スケールを使用する場合は、約 3948 度 K です。この逆の情報は、温度を測定するために華氏スケールまたはケルビン スケールに関連するアプリケーションを持つ多くの分野や産業で非常に重要です。

グラファイト粒の融点に関して知っておくべき興味深い事実があります。グラファイト粒は通常の状態では液体の形で存在しません。

温度が上昇すると、グラファイト粒子は液体に変化することなく、固体から気体に直接昇華します。ただし、グラファイト粒子を非常に高い圧力下に置くと、液体に変化しますが、これは通常の状態では起こりません。

なぜ液化しないのか不思議に思うかもしれません。これは、炭素層が六角形に配列されたグラファイト粒子の特殊な構造によるものです。この構造は非常に耐久性があるため、通常の方法では溶けず、高温で直接ガスに変化します。

また、グラファイト粒状物について注意すべき点が 1 つあります。グラファイト粒状物には融点はありますが、液化しないため沸点は不明です。

グラファイト粒子の熱膨張係数
グラファイト粒の熱膨張係数 (CTE) は非常に低いことがわかります。簡単に言えば、何らかの熱を加えると、どんな材料でも膨張します。グラファイト粒の CTE が低い理由は、極端な温度条件でもわずかにしか膨張しないからです。これは、グラファイト粒を使用して製造されたコンポーネントを持つ高温アプリケーションで役立ちます。このようなコンポーネントには、金型、ガラスの製造または処理に使用されるツール、および他の多くの炉コンポーネントが含まれます。

グラファイト粒子の耐熱衝撃性
グラファイト粒子の耐熱衝撃性は、さまざまな熱条件にさらされてもその構造を維持できる要因として定義できます。グラファイト粒子は、耐熱衝撃性が最も優れているものの 1 つであると考えて間違いありません。これは、熱摩擦係数 (CTF) の低さや並外れた高強度などの特性に基づいて実現されます。耐熱衝撃性に大きく貢献するもう 1 つの要因は、弾性係数の低さです。

グラファイト粒の融点
グラファイト粒子は、融点にさらされると、他の元素と異なり非常に奇妙な挙動を示します。融点に達すると、溶ける代わりに昇華し始めます。この融点は通常 3600 度で、ダイヤモンドの融点に隣接する極端な融点です。グラファイト粒子の構造特性を見ると、一般的な金属よりも劣っています。ただし、グラファイト粒子は 1000 度から 2500 度の温度変化にさらされると強度が増します。これは、このような温度がグラファイト粒子の構造強度を高めることを示しています。

グラファイト粒子の熱伝導率
グラファイト粒の熱伝導率とは、熱を伝達または放散する能力のことです。グラファイト粒は優れた熱伝達特性を備えているため、使用時に高いレベルの熱伝導率を実感できます。一般的なグラファイト粒状材料の熱伝導率は 110 ～ 240 W/(mK) の範囲です。さまざまなグラファイト粒状複合材料によっては、1000 ～ 2000 W/(mK) まで高くなることもあります。このような材料は、一定の熱放散を必要とするプロセスに適用できます。これは、グラファイト粒状ヒートシンクと熱交換器を使用することで実現できます。

グラファイト粒子の極低温耐性
まず、極低温とは何かについて説明します。極低温とは、-50 度から絶対零度 (-273 度) までの範囲の適用温度です。宇宙船が宇宙に到達すると、氷点下の温度環境になります。つまり、このような用途では、どんなシールや潤滑剤でも使用できるわけではありません。すでにご存じのとおり、グラファイト粒は自己潤滑性があります。つまり、グリースなどの他の潤滑剤とは異なり、このような状況では固化または凝固しません。ただし、適用時に水ぶくれが生じる可能性があるため、カーボングラファイト粒のグレードはどれでもかまいません。非常に耐久性のあるカーボングレードのグラファイト粒を選択する必要があります。

グラファイト粒状物の使用温度範囲
グラファイト粒は極めて高い耐熱性があるため、200 度以上の温度でも快適に使用できます。これは、この温度以下では機能しないという意味ではなく、むしろその逆です。グラファイト粒は、十分な空気供給がある状態で加熱すると、急速に酸化されやすくなります。この理由によります。グラファイト粒の最大使用温度は、不活性ガス下で 427 度であると断言できます。これを超える動作温度では、真空環境で使用する必要があります。グラファイト粒は、約 3300 度の最高温度条件で動作できます。これを超えると、グラファイト粒の材料が劣化し始めます。

グラファイト粒子の比熱容量
グラファイト粒の比熱容量は、温度を 1 度上げるために必要なエネルギーと説明できます。これはグラファイト粒の単位質量に固有のものです。あるいは、もっと簡単に言えば、グラファイト粒のエネルギー貯蔵能力と説明できます。グラファイト粒の実際の比熱容量は 706.9 JK¯¹ kg¯¹ です。使用した総エネルギーと温度差を考慮する必要があります。

同社は現在、2つの近代的な生産工場と2つの大型倉庫工場を所有しており、大規模生産と迅速な物流のニーズを満たすことができます。年間生産量は100,000トンに達しています。長年の努力を経て、私たちは多くの国内企業と緊密に協力し、多くの国と地域に輸出しています。今後も、同社は「品質本位、誠実、信頼」という経営理念を堅持し、製品の品質とサービスレベルを継続的に向上させ、国内外の企業と広範な協力と交流を行い、炭素産業の発展を共同で推進していきます。