Գրաֆիտի լցոնիչները ֆունկցիոնալ նյութեր են, որոնք կազմված են գրաֆիտից որպես հիմնական նյութ և միացված այլ օժանդակ բաղադրիչների հետ: Նրանք լայնորեն օգտագործվում են կնքման, քսելու, էլեկտրական հաղորդունակության և կոռոզիոն դիմադրության մեջ: Դրանց հիմնական կատարումը հիմնականում կախված է դրանց հիմնական բաղադրիչների բաղադրությունից և հարաբերակցությունից, մասնավորապես, գրաֆիտի որակից և այն հավելումներից, որոնց հետ կապված է:
Գրաֆիտ. Գրաֆիտի լցոնիչների հիմնական բաղադրիչը
Գրաֆիտը գրաֆիտի լցոնիչների հիմնական բաղադրիչն է, որը սովորաբար կազմում է ընդհանուր ձևակերպման 60% -ից 95% -ը, հատուկ համամասնությամբ կախված կիրառման պահանջներից: Որպես հումք կարող են օգտագործվել ինչպես բնական, այնպես էլ սինթետիկ գրաֆիտը, սակայն դրանց միկրոկառուցվածքներն ու հատկությունները տարբերվում են։ Բնական գրաֆիտը (օրինակ՝ փաթիլային գրաֆիտը) ունի շերտավոր բյուրեղային կառուցվածք՝ թույլ միջշերտային կապերով, ինչը հեշտացնում է շերտազատումը, ինչը հանգեցնում է գերազանց ինքնավստահ-քսման: Ի հակադրություն, սինթետիկ գրաֆիտը (օրինակ՝ բարձր-ջերմաստիճանի կալցինացված նավթային կոքսը-գրաֆիտի հիմքով) սովորաբար ավելի մաքուր է և ունի ավելի ցածր կեղտոտ պարունակություն, ինչը հարմար է դարձնում այն կիրառությունների համար, որոնք պահանջում են խիստ քիմիական կայունություն:
Գրաֆիտի հիանալի հատկությունները այն դարձնում են միջուկի լցոնիչ.
1.
Ինքն-քսում. գրաֆիտի շերտերը հեշտությամբ սահում են միմյանց միջև՝ նվազեցնելով մաշվածությունը չոր շփման կամ ցածր-յուղման պայմաններում:
2.
Բարձր ջերմաստիճանի դիմադրություն. գրաֆիտը կարող է կայուն գործել մինչև մոտավորապես 450 աստիճան օդում և նույնիսկ ավելի քան 3000 աստիճան իներտ գազում:
3.
Քիմիական կայունություն. գրաֆիտը լավ դիմադրություն է ցուցաբերում քիմիական միջավայրերի մեծ մասի նկատմամբ, բացառությամբ ուժեղ օքսիդացնող թթուների (օրինակ՝ խտացված ազոտական թթու և ծծմբաթթու):
4.
Հաղորդունակություն. Գրաֆիտն ունի գերազանց էլեկտրոնային հաղորդունակություն, ինչը հարմար է դարձնում այն հաղորդունակ կնքման կամ հակաստատիկ կիրառությունների համար:
Օժանդակ բաղադրիչներ. ընդհանուր կատարողականի բարելավման բանալին
Չնայած գրաֆիտը հիմնական բաղադրիչն է, մաքուր գրաֆիտի լցոնիչները հաճախ պայքարում են բարդ աշխատանքային պայմանների պահանջները բավարարելու համար: Հետեւաբար, օժանդակ բաղադրիչները հաճախ ավելացվում են դրանց կատարողականությունը օպտիմալացնելու համար: Ընդհանուր օժանդակ բաղադրիչները ներառում են.
1. Կապակցիչներ (օրինակ՝ խեժեր, ռետիններ կամ մետաղական օքսիդներ)
Կապակցիչները մեծացնում են գրաֆիտի լցոնիչների մեխանիկական ուժն ու ձևավորությունը՝ դրանք դարձնելով հարմար մշակման տարբեր մեթոդների համար (օրինակ՝ ձուլման, էքստրուզիայի կամ ներծծման համար): Օրինակ.
• Խեժի կապակցիչներ (օրինակ՝ ֆենոլային խեժեր և էպոքսիդային խեժեր). Նրանք բարձրացնում են լցանյութի կարծրությունը և քիմիական դիմադրությունը՝ դրանք դարձնելով պիտանի ստատիկ կնքման համար:
• Ռետինե կապիչներ (օրինակ՝ նիտրիլային կաուչուկ և ֆտորկաուչուկ). Բարելավում են ճկունությունը և դինամիկ կնքման աշխատանքը, որը հարմար է փոխադարձ կամ պտտվող կնիքների համար:
• Մետաղների օքսիդներ (օրինակ՝ ցինկի օքսիդ և ալյումինի օքսիդ). Բարելավում են ջերմային հաղորդունակությունը և բարձր-ջերմակայունությունը:
2. Ամրապնդող մանրաթելեր (օրինակ՝ ածխածնային մանրաթել, ապակե մանրաթել և արամիդային մանրաթել).
Գրաֆիտի լցոնիչների մեխանիկական ամրությունը և մաշվածության դիմադրությունը բարելավելու համար հաճախ ավելացվում են ամրապնդող մանրաթելեր: Օրինակ.
• Ածխածնային մանրաթել. միավորում է բարձր ամրությունը և բարձր{0}}ջերմակայունությունը, որը հարմար է բարձր-ջերմաստիճանի և բարձր-ճնշմամբ կնքման միջավայրերի համար:
• Ապակե մանրաթել. ցածր գին և բարելավում է լցոնիչի պատռվածքի դիմադրությունը:
• Արամիդ մանրաթել. Առաջարկում է չափազանց բարձր մաշվածության դիմադրություն և առաձգական ուժ, հարմար է ծայրահեղ աշխատանքային պայմանների համար:
3. Պինդ քսանյութեր (օրինակ՝ մոլիբդենի դիսուլֆիդ և պոլիտետրաֆտորէթիլեն (PTFE))
Բարձր-բեռնվածության կամ ցածր{1}}շփման որոշ կիրառություններում գրաֆիտը կարող է բավարար քսում չապահովել, ուստի ավելացվում են այլ պինդ քսանյութեր.
• Մոլիբդենի դիսուլֆիդ (MoS2). Գերազանց կատարում բարձր ջերմաստիճանների և բարձր բեռների դեպքում, որը հաճախ օգտագործվում է գրաֆիտի հետ համատեղ:
• Պոլիտետրաֆտորէթիլեն (PTFE). Ունի շփման չափազանց ցածր գործակից և հարմար է ցածր շփում պահանջող ծրագրերը կնքելու համար:
Հատուկ գրաֆիտային լցոնիչների կազմի ճշգրտում
Գրաֆիտի լցոնիչների բաղադրությունը կարող է հարմարեցվել տարբեր կիրառություններին համապատասխան.
• Կոռոզիայից-դիմացկուն գրաֆիտային լցոնիչներ. մետաղական փոշիներ, ինչպիսիք են նիկելը և արծաթը, ավելացվում են թթվային և ալկալային դիմադրությունը բարելավելու համար:
• Հաղորդող գրաֆիտի լցոնիչներ. գրաֆիտի մաքրությունը մեծանում է և ավելացվում է պղնձի փոշի կամ ածխածնային նանոխողովակներ՝ հաղորդունակությունը բարձրացնելու համար:
• High-Purity Graphite Fillers: High-purity (>99%) սինթետիկ գրաֆիտը օգտագործվում է կեղտերը նվազեցնելու համար՝ բավարարելով կիսահաղորդչային և միջուկային արդյունաբերության պահանջները։
Գրաֆիտի լցոնիչները հիմնականում կազմված են գրաֆիտից՝ օպտիմիզացված արդյունավետությամբ օժանդակ նյութերի գիտական համամասնությամբ, ինչպիսիք են կապակցիչները, ամրապնդող մանրաթելերը և պինդ քսանյութերը: Վերջնական կատարումը կախված է գրաֆիտի տեսակից (բնական կամ սինթետիկ), նրա մաքրությունից և կոմպոզիտային բաղադրիչների ընտրությունից: Արդյունաբերական տեխնոլոգիաների առաջընթացի հետ մեկտեղ գրաֆիտի լցոնիչների բաղադրությունը կդառնա էլ ավելի կատարելագործված՝ բավարարելու օդատիեզերական, էներգետիկ և քիմիական արդյունաբերության, ինչպես նաև բարձրակարգ սարքավորումների խիստ պահանջները:
