Grafitin Kullanım Alanları Nelerdir?

Grafitin çok çeşitli neredeyse çelişkili kullanımları vardır. Bir karbon allotropu ve dünyanın en yumuşak minerallerinden biri olan bu ürünün kullanım alanları, yazı gereçlerinden yağlayıcılara kadar uzanmaktadır. Spor ekipmanlarında kullanılan süper güçlü bir malzeme olan tek atom kalınlığında bir grafen silindiri haline getirilebilir. Grafit bir metal gibi davranabilir ve elektriği iletebilir, aynı zamanda yüksek sıcaklıklara direnen bir ametal olarak da kullanılabilir.

Grafit, doğal olarak kaya kırıkları içinde pullar ve damarlar veya amorf topaklar halinde bulunur. Grafitin temel kristal yapısı, altıgen hücrelerde güçlü bir şekilde bağlanmış karbon atomlarından oluşan düz bir levhadır. Grafen adı verilen bu tabakalar, hacim oluşturmak için birbirinin üzerine yığılır, ancak tabakalar arasındaki dikey bağlar çok zayıftır. Bu dikey bağların zayıflığı, levhaların birbirinden ayrılmasını ve kaymasını sağlar. Bununla birlikte, bir grafen levha yatay olarak hizalanır ve haddelenirse, ortaya çıkan malzeme çelikten 100 kat daha güçlüdür.

"Kurşun" kurşun kalem çekirdekleri, kil ve grafit karışımından yapılmıştır. Gevşek bölünmüş grafit pulları kağıdı işaretler ve kil bir bağlayıcı malzeme görevi görür. Çekirdeğin grafit içeriği ne kadar yüksek olursa, kalem o kadar yumuşak ve izi o kadar koyu olur. Kurşun kalemler olarak bilinenlerde kurşun yoktur. Adı Avrupa'da, metalik görünümü nedeniyle grafit "plumbago" veya "siyah kurşun" olarak adlandırıldığında ortaya çıktı. Grafitin bir işaretleyici olarak kullanımı, yerel efsanenin çobanların koyunları işaretlemek için yeni keşfedilen bir grafit tortusu kullandığını belirttiği kuzey İngiltere'deki 16. yüzyıldan kalmadır.

Grafit, atmosferik su buharı ile reaksiyona girerek bitişik yüzeyler üzerinde ince bir film oluşturur ve bunlar arasındaki sürtünmeyi azaltır. Yağda bir süspansiyon oluşturur ve iki hareketli parça arasındaki sürtünmeyi azaltır. Grafit bu şekilde 787 santigrat dereceye (1.450 derece Fahrenhayt) kadar bir yağlayıcı olarak ve 1.315 santigrat dereceye (2.399 derece Fahrenhayt) kadar tutukluk önleyici bir malzeme olarak çalışır. Grafit, kimyasal olarak değişmeden yüksek sıcaklıklara dayandığı için yaygın bir refrakter malzemedir. Çelik ve cam yapımından demir işlemeye kadar uzanan imalat süreçlerinde kullanılır. Aynı zamanda otomobil fren balatalarında asbest yerine geçer.

Lityum iyon pillerin bir lityum katodu ve bir grafit anodu vardır. Pil şarj olurken, elektrolit içindeki pozitif yüklü lityum iyonları - bir lityum tuzu çözeltisi - grafit anot etrafında birikir. Bir lityum anot daha güçlü bir pil yapar, ancak lityum şarj edildiğinde önemli ölçüde genişler. Zamanla, lityum katodun yüzeyi çatlayarak lityum iyonlarının kaçmasına neden olur. Bunlar da pili kısa devre yapabilen bir süreçte dendritler adı verilen büyümeler oluşturur.

Haddelenmiş tek grafen levhalar, çelikten 10 kat daha hafif ve 100 kat daha güçlüdür. Böyle bir haddelenmiş levhaya grafen de denir ve grafitin bu türevi dünyanın tanımlanmış en güçlü malzeme ve süper güçlü, hafif sporlar yapmak için kullanıldı ekipman. Yüksek elektriksel iletkenliği, düşük ışık emiciliği ve kimyasal direnci, onu gelecek için ideal bir malzeme haline getirir. Yapay kalpler, esnek elektronik cihazlar ve uçak gibi tıbbi implantlar dahil olmak üzere uygulamalar parçalar.