გამოიკვლიეთ შუშის ნახშირბადის უნიკალური თვისებები და გამოყენება

ნახშირბადი ბუნებაში ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული ელემენტია, რომელიც მოიცავს დედამიწაზე ნაპოვნი თითქმის ყველა ნივთიერების თვისებებს. იგი ავლენს მახასიათებლების ფართო სპექტრს, როგორიცაა ცვალებად სიმტკიცე და რბილობა, საიზოლაციო-ნახევარგამტარი-ზეგამტარის ქცევა, თბოიზოლაცია-ზეგამტარობა და სინათლის შთანთქმის სრული გამჭვირვალობა. მათ შორის, sp2 ჰიბრიდიზაციის მქონე მასალები არის ნახშირბადის მასალების ოჯახის ძირითადი წევრები, მათ შორის გრაფიტი, ნახშირბადის ნანომილები, გრაფენი, ფულერენი და ამორფული მინის ნახშირბადი.

გრაფიტისა და მინის ნახშირბადის ნიმუშები

მიუხედავად იმისა, რომ წინა მასალები კარგად არის ცნობილი, მოდით ყურადღება მიაქციოთ დღეს მინის ნახშირბადს. შუშის ნახშირბადი, ასევე ცნობილი როგორც მინის ნახშირბადი ან მინისებრი ნახშირბადი, აერთიანებს მინის და კერამიკის თვისებებს არაგრაფიკულ ნახშირბადის მასალად. კრისტალური გრაფიტისგან განსხვავებით, ეს არის ამორფული ნახშირბადის მასალა, რომელიც თითქმის 100% sp2-ჰიბრიდირებულია. შუშის ნახშირბადი სინთეზირდება წინამორბედი ორგანული ნაერთების, როგორიცაა ფენოლური ფისები ან ფურფურილის სპირტის ფისები, მაღალტემპერატურული აგლომერაციის შედეგად ინერტული აირის ატმოსფეროში. მისმა შავმა გარეგნობამ და მინისმაგვარმა გლუვმა ზედაპირმა მას სახელი "მინის ნახშირბადი" უწოდა.

1962 წელს მეცნიერთა მიერ მისი პირველი სინთეზის შემდეგ, შუშის ნახშირბადის სტრუქტურა და თვისებები ფართოდ იქნა შესწავლილი და რჩება ცხელ თემად ნახშირბადის მასალების სფეროში. შუშის ნახშირბადი შეიძლება დაიყოს ორ ტიპად: I და II ტიპის მინის ნახშირბადი. I ტიპის მინის ნახშირბადი აგლომერირებულია ორგანული წინამორბედებისგან 2000°C-ზე დაბალ ტემპერატურაზე და ძირითადად შედგება შემთხვევით ორიენტირებული დახვეული გრაფენის ფრაგმენტებისგან. მეორეს მხრივ, II ტიპის მინის ნახშირბადი აგლომერდება მაღალ ტემპერატურაზე (~2500°C) და ქმნის ამორფულ მრავალშრიან სამგანზომილებიან მატრიცას თვითაწყობილი ფულერენის მსგავსი სფერული სტრუქტურებისგან (როგორც ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ სურათზე).

შუშის ნახშირბადის სტრუქტურის წარმოდგენა (მარცხნივ) და მაღალი გარჩევადობის ელექტრონული მიკროსკოპის სურათი (მარჯვნივ)

ბოლოდროინდელმა კვლევებმა აჩვენა, რომ II ტიპის მინის ნახშირბადი ავლენს უფრო მაღალ შეკუმშვას, ვიდრე ტიპი I, რაც მიეკუთვნება მის თვითაწყობილ ფულერენის სფერულ სტრუქტურებს. მცირე გეომეტრიული განსხვავებების მიუხედავად, ორივე ტიპის I და II ტიპის შუშის ნახშირბადის მატრიცები არსებითად შედგება მოუწესრიგებელი დახვეული გრაფენისგან.

მინის ნახშირბადის აპლიკაციები

შუშის ნახშირბადს აქვს მრავალი გამორჩეული თვისება, მათ შორის დაბალი სიმკვრივე, მაღალი სიმტკიცე, მაღალი სიმტკიცე, აირებისა და სითხეების მიმართ მაღალი გამტარიანობა, მაღალი თერმული და ქიმიური სტაბილურობა, რაც მას ფართოდ გამოყენებადს ხდის ისეთ ინდუსტრიებში, როგორიცაა წარმოება, ქიმია და ელექტრონიკა.

01 მაღალი ტემპერატურის პროგრამები

შუშის ნახშირბადი ავლენს მაღალ ტემპერატურულ წინააღმდეგობას ინერტული აირის ან ვაკუუმის გარემოში, გაუძლებს 3000°C-მდე ტემპერატურას. სხვა კერამიკული და ლითონის მაღალტემპერატურული მასალებისგან განსხვავებით, შუშის ნახშირბადის სიძლიერე იზრდება ტემპერატურასთან ერთად და შეიძლება მიაღწიოს 2700K-მდე მტვრევადობის გარეშე. მას ასევე აქვს დაბალი მასა, დაბალი სითბოს შთანთქმა და დაბალი თერმული გაფართოება, რაც მას შესაფერისს ხდის სხვადასხვა მაღალტემპერატურულ აპლიკაციებს, მათ შორის თერმოწყვილების დამცავი მილები, დატვირთვის სისტემები და ღუმელის კომპონენტები.

02 ქიმიური აპლიკაციები

მაღალი კოროზიის წინააღმდეგობის გამო, მინის ნახშირბადი ფართოდ გამოიყენება ქიმიურ ანალიზში. მინის ნახშირბადისგან დამზადებულ აღჭურვილობას აქვს უპირატესობა პლატინის, ოქროს, სხვა კოროზიის მდგრადი ლითონებისგან, სპეციალური კერამიკის ან ფტორპლასტიკისგან დამზადებულ ჩვეულებრივ ლაბორატორიულ აპარატებთან შედარებით. ეს უპირატესობები მოიცავს მდგრადობას ყველა სველი დაშლის აგენტის მიმართ, მეხსიერების ეფექტის არარსებობას (ელემენტების უკონტროლო ადსორბცია და დეზორბცია), გაანალიზებული ნიმუშების დაბინძურება, მჟავების და ტუტე დნობის წინააღმდეგობა და არაფოროვანი მინის ზედაპირი.

03 სტომატოლოგიური ტექნოლოგია

შუშის ნახშირბადის ჭურჭელი ჩვეულებრივ გამოიყენება სტომატოლოგიურ ტექნოლოგიაში ძვირფასი ლითონებისა და ტიტანის შენადნობების დნობისთვის. ისინი გვთავაზობენ უპირატესობებს, როგორიცაა მაღალი თბოგამტარობა, გრაფიტის ჭურჭელთან შედარებით უფრო ხანგრძლივი სიცოცხლისუნარიანობა, გამდნარი ძვირფასი ლითონების შეწებება, თერმული შოკის წინააღმდეგობა, გამოყენებადობა ყველა ძვირფას ლითონსა და ტიტანის შენადნობებზე, გამოყენება ინდუქციური ჩამოსხმის ცენტრიფუგებში, დამცავი ატმოსფეროს შექმნა გამდნარ ლითონებზე. და ნაკადის საჭიროების აღმოფხვრა.

შუშის ნახშირბადის ჭურჭლის გამოყენება ამცირებს გათბობისა და დნობის დროს და საშუალებას აძლევს დნობის დანადგარის გამაცხელებელ კოჭებს იმუშაონ უფრო დაბალ ტემპერატურაზე, ვიდრე ტრადიციული კერამიკული კონტეინერები, რითაც მცირდება თითოეული ჩამოსხმისთვის საჭირო დრო და ახანგრძლივებს ჭურჭლის სიცოცხლის ხანგრძლივობას. უფრო მეტიც, მისი არასველიანობა გამორიცხავს მატერიალური დანაკარგის შეშფოთებას.

04 ნახევარგამტარული აპლიკაციები

შუშის ნახშირბადი, თავისი მაღალი სისუფთავით, განსაკუთრებული კოროზიის წინააღმდეგობით, ნაწილაკების წარმოქმნის არარსებობით, გამტარობითა და კარგი მექანიკური თვისებებით, იდეალური მასალაა ნახევარგამტარების წარმოებისთვის. მინის ნახშირბადისგან დამზადებული ჭურჭელი და ნავები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნახევარგამტარული კომპონენტების ზონაში დნობისთვის Bridgman ან Czochralski მეთოდების გამოყენებით, გალიუმის არსენიდის სინთეზისთვის და ერთკრისტალური ზრდისთვის. გარდა ამისა, შუშის ნახშირბადი შეიძლება იყოს კომპონენტები იონური იმპლანტაციის სისტემებში და ელექტროდები პლაზმური ჭურვის სისტემებში. მისი მაღალი რენტგენის გამჭვირვალობა ასევე ხდის შუშის ნახშირბადის ჩიპებს რენტგენის ნიღბის სუბსტრატებისთვის შესაფერისი.

დასასრულს, მინის ნახშირბადი გთავაზობთ განსაკუთრებულ თვისებებს, რომლებიც მოიცავს მაღალი ტემპერატურის წინააღმდეგობას, ქიმიურ ინერტულობას და შესანიშნავ მექანიკურ შესრულებას, რაც მას შესაფერისს ხდის სხვადასხვა ინდუსტრიაში გამოყენების ფართო სპექტრს.

დაუკავშირდით Semicera-ს მორგებული მინის ნახშირბადის პროდუქტებისთვის.
ელფოსტა:sales05@semi-cera.com