Grafitni punila su funkcionalni materijali sastavljeni od grafita kao osnovnog materijala i složeni sa drugim pomoćnim sastojcima. Široko se koriste u brtvljenju, podmazivanju, električnoj provodljivosti i otpornosti na koroziju. Njihove osnovne performanse ovisi prije svega na sastavu i omjeru svojih glavnih komponenti, posebno kvalitete samog grafita i aditiva sa kojima se spoje.
Grafit: glavna komponenta grafitnih punila
Grafit je primarna komponenta grafitnih punila, obično sastoji od 60% do 95% ukupne formulacije, sa specifičnim udjelom ovisno o zahtjevima za aplikacije. I prirodni i sintetički grafit mogu se koristiti kao sirovine, ali njihove mikrostrukture i svojstva razlikuju se. Prirodni grafit (poput Flake Graphite) ima sloj kristalnu strukturu sa slabim međulačnim vezama, što olakšava rastavu, što rezultira odličnim samozvanjima. Suprotno tome, sintetički grafit (kao što je visok - kalcifirani naftni koks - Bazeni grafit) je uglavnom čističa i ima niži sadržaj nečistoće, čineći ga pogodnim za aplikacije koje zahtijevaju strogu hemijsku stabilnost.
Izvrsna svojstva grafita čine ga jezgra:
1.
Self - Podmazivanje: Grafitni slojevi se lako klize međusobno, smanjujući habanje pod suvim trenjem ili niskom - uvjetima podmazivanja.
2.
Otpornost na visoku temperaturu: grafit može učiniti složeno do otprilike 450 stepeni u zraku, pa čak i preko 3000 stupnjeva u inertnom plinu.
3.
Hemijska stabilnost: grafit pokazuje dobar otpor na većinu hemijskih medija, s izuzetkom jakih oksidacijskog kiselina (kao što su koncentrirana dušična kiselina i sumporna kiselina).
4.
Provodljivost: Grafit ima odličnu elektroničku provodljivost, čineći ga pogodnim za provodljivu brtvljenje ili antistatičke aplikacije.
Pomoćni sastojci: Ključ za poboljšanje ukupnih performansi
Iako je grafit primarna komponenta, čisti grafitni punila često se bore da ispune zahtjeve složenih radnih uvjeta. Stoga se često dodaju pomoćni sastojci kako bi optimizirali njihove performanse. Uobičajeni pomoćni sastojci uključuju:
1. Veziva (poput smola, gumica ili metalnih oksida)
Veziva poboljšavaju mehaničku čvrstoću i formibilnost grafitnih punila, čineći ih pogodnim za različite tehnike obrade (poput oblikovanja, ekstruzije ili impregnacije). Na primjer:
• veziva za smolu (poput fenolnih smola i epoksidnih smola): povećavaju tvrdoću punila i hemijsku otpornost, čineći ih pogodnim za statičko zaptivanje.
• Gumeni veziva (kao što su nitrilna guma i fluororubber): Poboljšajte fleksibilnost i dinamičke performanse za brtvljenje, pogodno za uzvratne ili rotacijske brtve.
• Metalni oksidi (kao što su cink oksid i aluminijski oksid): poboljšati toplotnu provodljivost i visok - otpor temperature.
2. Ojačavajuća vlakna (poput ugljičnog vlakana, staklenih vlakana i aramidnih vlakana):
Poboljšati mehaničku čvrstoću i otpornost na habanje grafitnih punila često se dodaju jačanje vlakana. Na primjer:
• Karbonska vlakna: Kombinuje visoku čvrstoću i visok - otpornost na temperaturu, pogodan za visoku temperaturu - i visoko - okruženja za brtvljenje pritiska.
• Stakleno vlakno: niski troškovi i poboljšava otpor suze punila.
• Aramidni vlakna: nudi izuzetno visoku otpornost na habanje i zatezna čvrstoću, pogodna za ekstremne operativne uslove.
3. Čvrsta maziva (poput molibdenskog disulfida i politetrafluoroetilena (PTFE))
U nekom visokom {- opterećenje ili nisko - prijava za trenje brzine, grafit ne može pružiti dovoljnu podmazivanje, tako da se dodaju druga čvrsta maziva:
• Molibden Disulfid (MOS₂): Odlične performanse pod visokim temperaturama i visokim opterećenjima, često se koriste u kombinaciji sa grafitom.
• Politetrafluoroetilen (PTFE): Ima izuzetno nizak koeficijent trenja i pogodan je za brtvljenje aplikacija koje zahtijevaju nisko trenje.
Kompozicija Podešavanje posebnih grafitnih punila
Sastav grafitnih punila može se prilagoditi različitim aplikacijama:
• Korozija - Otporni grafitni punila: Metalni puderi kao što su nikl i srebro dodaju se za poboljšanje otpornosti na kiselinu i alkaliju.
• Provodni grafitni punila: Grafitna čistoća je povećana i dodaju se bakreni prah ili karbonski nanotpube da bi se poboljšala provodljivost.
• High-Purity Graphite Fillers: High-purity (>99%) sintetički grafit koristi se za smanjenje nečistoća, ispunjavajući zahtjeve poluvodiča i nuklearne industrije.
Grafitni fileri prvenstveno se sastoje od grafita, s optimiziranim performansama kroz naučno ujeđenje pomoćnih materijala poput veziva, jačanje vlakana i čvrstih maziva. Vrhunske performanse ovise o vrsti grafita (prirodnog ili sintetičkog), čistoći i izborom kompozitnih komponenti. Sa napretkom u industrijskoj tehnologiji sastav grafitnih punila postat će još više rafiniraniji kako bi zadovoljio stroge zahtjeve zrakoplovnih, energetskih i hemijskih industrija i visokog - krajnje opreme.
