Графит толтырғыштары - негізгі материал ретінде графиттен тұратын және басқа қосалқы ингредиенттермен біріктірілген функционалды материалдар. Олар тығыздауда, майлауда, электр өткізгіштікте және коррозияға төзімділікте кеңінен қолданылады. Олардың негізгі өнімділігі, ең алдымен, олардың негізгі компоненттерінің құрамы мен арақатынасына, атап айтқанда, графиттің өзі мен оған қосылатын қоспалардың сапасына байланысты.
Графит: Графит толтырғыштарының негізгі компоненті
Графит графит толтырғыштарының негізгі құрамдас бөлігі болып табылады, әдетте жалпы құрамның 60%-дан 95%-ға дейін құрайды, оның нақты үлесі қолдану талаптарына байланысты. Табиғи және синтетикалық графит шикізат ретінде пайдаланылуы мүмкін, бірақ олардың микроқұрылымдары мен қасиеттері әртүрлі. Табиғи графит (мысалы, үлпек графит) қабат аралық байланыстары әлсіз қабатталған кристалды құрылымға ие, бұл оны деламинациялауды жеңілдетеді, нәтижесінде өзін-өзі жақсы-майлайды. Керісінше, синтетикалық графит (мысалы, жоғары{6}}температурадағы күйдірілген мұнай коксы-негізіндегі графит) әдетте тазарақ және құрамында қоспасы төмен, сондықтан оны қатаң химиялық тұрақтылықты қажет ететін қолданбалар үшін қолайлы етеді.
Графиттің тамаша қасиеттері оны негізгі толтырғыш етеді:
1.
Өздігінен майлау-: Графит қабаттары бір-бірімен оңай сырғып, құрғақ үйкеліс немесе майлаудың төмен- жағдайында тозуды азайтады.
2.
Жоғары температураға төзімділік: Графит ауада шамамен 450 градусқа дейін және тіпті инертті газда 3000 градустан астам тұрақты жұмыс істей алады.
3.
Химиялық тұрақтылық: Графит күшті тотықтырғыш қышқылдарды (мысалы, концентрлі азот қышқылы және күкірт қышқылы) қоспағанда, көптеген химиялық орталарға жақсы қарсылық көрсетеді.
4.
Өткізгіштік: Графит тамаша электронды өткізгіштікке ие, бұл оны өткізгіш тығыздау немесе антистатикалық қолданбалар үшін қолайлы етеді.
Көмекші ингредиенттер: жалпы өнімділікті жақсарту кілті
Графит негізгі компонент болғанымен, таза графит толтырғыштары күрделі жұмыс жағдайларының талаптарын қанағаттандыру үшін жиі күреседі. Сондықтан олардың жұмысын оңтайландыру үшін қосалқы ингредиенттер жиі қосылады. Жалпы қосалқы ингредиенттерге мыналар жатады:
1. Байланыстырғыш заттар (шайырлар, каучуктар немесе металл оксидтері сияқты)
Байланыстырғыш заттар графит толтырғыштардың механикалық беріктігі мен қалыптасу қабілетін арттырады, бұл оларды әртүрлі өңдеу әдістеріне (мысалы, қалыптау, экструзия немесе сіңдіру) қолайлы етеді. Мысалы:
• Шайырды байланыстырғыштар (фенолды шайырлар және эпоксидті шайырлар сияқты): Олар толтырғыштың қаттылығын және химиялық төзімділігін арттырады, бұл оларды статикалық тығыздауға жарамды етеді.
• Резеңке байланыстырғыштар (мысалы, нитрилді резеңке және фторкаучук): икемділік пен динамикалық тығыздау өнімділігін арттырады, поршеньді немесе айналмалы тығыздағыштарға жарамды.
• Металл оксидтері (мысалы, мырыш оксиді және алюминий оксиді): жылу өткізгіштік пен жоғары{0}}температураға төзімділікті жақсартады.
2. Күшейткіш талшықтар (көміртекті талшық, шыны талшық және арамид талшығы сияқты):
Графит толтырғыштарының механикалық беріктігі мен тозуға төзімділігін арттыру үшін көбінесе арматуралық талшықтар қосылады. Мысалы:
• Көміртекті талшық: жоғары беріктік пен жоғары{0}}температураға төзімділікті біріктіреді, жоғары-температура және жоғары-қысымды тығыздау орталарына жарамды.
• Шыны талшық: Төмен құны және толтырғыштың жыртылуға төзімділігін жақсартады.
• Арамид талшығы: экстремалды жұмыс жағдайларына жарамды өте жоғары тозуға төзімділік пен созылу беріктігін ұсынады.
3. Қатты майлау материалдары (молибден дисульфиді және политетрафторэтилен (PTFE) сияқты)
Кейбір жоғары{0}}жүктемеде немесе төмен{1}}жылдамдықтағы үйкеліс қолданбаларында графит жеткілікті майлауды қамтамасыз етпеуі мүмкін, сондықтан басқа қатты майлау материалдары қосылады:
• Молибден дисульфиді (MoS₂): Жоғары температура мен жоғары жүктеме кезінде тамаша өнімділік, көбінесе графитпен бірге қолданылады.
• Политетрафторэтилен (PTFE): Өте төмен үйкеліс коэффициенті бар және үйкеліс аз қажет ететін қолданбаларды тығыздау үшін жарамды.
Арнайы графит толтырғыштарының құрамын реттеу
Графит толтырғыштарының құрамы әртүрлі қолданбаларға сәйкес бейімделуі мүмкін:
• Коррозияға-Төзімді Графит толтырғыштары: Қышқыл мен сілтіге төзімділікті жақсарту үшін никель және күміс сияқты металл ұнтақтары қосылады.
• Өткізгіш графит толтырғыштары: графит тазалығы артады және өткізгіштікті арттыру үшін мыс ұнтағы немесе көміртекті нанотүтіктер қосылады.
• High-Purity Graphite Fillers: High-purity (>99% синтетикалық графит жартылай өткізгіш және атом өнеркәсібінің талаптарын қанағаттандыратын қоспаларды азайту үшін қолданылады.
Графит толтырғыштары негізінен байланыстырғыштар, күшейтетін талшықтар және қатты майлау материалдары сияқты көмекші материалдарды ғылыми пропорциялау арқылы оңтайландырылған өнімділігі бар графиттен тұрады. Ең жоғары өнімділік графит түріне (табиғи немесе синтетикалық), оның тазалығына және композиттік компоненттерді таңдауға байланысты. Өнеркәсіптік технологияның жетілдірілуімен графит толтырғыштардың құрамы аэроғарыш, энергетика және химия өнеркәсібінің және жоғары-соңғы жабдықтардың қатаң талаптарын қанағаттандыру үшін одан да нақтыланады.
