Graphit: hiện tại và tương lai

1.Khái niệm

Graphite  hay graphit (được đặt tên bởi Abraham Gottlob Werner năm 1789, từ tiếng Hy Lạp γραφειν: "để vẽ/viết", vì các sử dụng của nó trong các loại bút chì) là một dạng thù hình của cacbon, tinh thể có dạng tấm. Graphit là vật liệu màu đen đến xám thép, vết vạch đen ánh, tập hợp  ẩn tinh có ánh mờ. Độ cứng 1, sờ trơn tay.

Do đặc điểm cấu trúc tinh thể nên graphit có nhiều thuộc tính giống với kim loại như dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, hoá tan được trong kim loại nóng chảy tạo ra các ôxít lưỡng tính. Graphit là phi kim duy nhất có một số đặc tính hoá lý giống kim loại.

2. Đặc điểm công nghệ chính của Graphit và các lĩnh vực sử dụng:

2.1. Một số thuộc tính vật lý và hóa học chính của graphit

Graphit có một số tính chất khác biệt làm cho nó không thể thiếu cho ngành công nghiệp hiện đại, là:

  -Nhiệt độ nóng chảy rất cao(3800÷3900o C); ở nhiệt độ cao 1000÷2000o C có sức bền cơ học cao hơn ở nhiệt độ thường; ổn định ở nhiệt độ cao (lên đến 4.500 F mà không bị oxy hóa);

  -Trơ về mặt hóa học;

  -Ổn định cao khi có sự va đập nhiệt;

 - Dẫn nhiệt cao khi ở thể rắn, nhưng dẫn nhiệt thấp khi đã chế thành sản phẩm vải, băng cuộn xốp;

 -Hệ số giãn nở nhiệt thấp; 

 -Dẫn điện tốt. Đây là nguyên tố phi kim duy nhất có khả năng dẫn điện tốt.

 -Bức xạ phát xạ cao;

 -Chống cháy;

 -Hấp thụ sóng vô tuyến;

 -Cường độ kháng nén ở trạng thái rắn; mềm mại, linh hoạt ở dạng vải, sợi hoặc tấm băng mỏng.

 -Thuận lợi cho gia công cơ khí : Graphit có nhiệt độ nóng chảy rất cao và mềm nên được sử dụng làm khuôn đúc các dụng cụ, chi tiết máy, kính cỡ rất khác nhau với độ chính xác rất cao. Xu hướng hiện nay thiết kế cơ khí trên CNC(điều khiển số) trên máy gia công tốc độ cao với độ siêu chính xác và siêu nhanh nên đòi hỏi vật liệu siêu mềm chịu được nhiệt. Graphit đáp ứng được yêu cầu này;

 -Hệ số ma sát thấp, tự bôi trơn: Các nghiên cứu gần đây cho rằng trên graphit có hiệu ứng gọi là siêu nhớt. Người ta áp dụng tính chất này để sản xuất mỡ chì. Ví dụ mỡ PLC GRAPHIT có khả năng chịu được ma sát trượt;

 -Độ trơ cao đối với phản ứng hóa học và xói mòn;

 -Hấp thụ mạnh các loại khí và hơi;

 Có khả năng điều hoà nhanh tỷ lệ nơtron nhanh xuống chậm; Có khả năng cao  để hấp thụ lượng lớn neutron; Hấp thụ tỷ lệ cao các  tán xạ neutron nhiệt trong buồng hấp thụ nhiệt. Graphit được sử dụng như là vỏ bọc (khuôn) và phần điều tiết trong các lò phản ứng nguyên tử. 

Source: Tổng hội địa chất Việt Nam