Здравейте! Ако сте в света на базираните на въглерод материали, вероятно сте чували за изкуствени графитни частици и графен. Като доставчик на изкуствени графитни частици, получих много въпроси относно разликите между тези две. Така че, нека се потопим направо и да го разбием по начин, който е лесен за разбиране.
Структура
Да започнем със структурата – тя е в основата на всичко. Изкуствените графитни частици са съставени от много слоеве графенови листове, подредени един върху друг. Тези слоеве се държат заедно от слаби сили на Ван дер Ваалс. Това е като купчина хартия, където всеки лист все още може да се движи малко спрямо другите, но всички те са част от една голяма купчина.
От друга страна, графенът е един слой от въглеродни атоми, подредени в шестоъгълна решетка. Това е като онзи перфектен лист хартия сам по себе си, където всеки въглероден атом е спретнато свързан със своите съседи по супер организиран начин. Тази еднослойна структура дава на графена някои наистина уникални свойства, които няма да намерите в изкуствените графитни частици.
Производствен процес
Начинът, по който правим тези два материала, също е доста различен. Изкуствените графитни частици обикновено се произвеждат чрез процес, наречен графитизация. Взимаме богат на въглерод материал, като петролен кокс или каменовъглен катран, и го нагряваме до изключително високи температури - говорим около 2500 - 3000 градуса по Целзий. Тази висока топлина кара въглеродните атоми да се пренаредят в слоеста графитна структура. Това е малко като печене на торта, но вместо брашно и яйца, ние използваме въглерод и много топлина.
Графенът, от друга страна, може да бъде направен по няколко различни начина. Един често срещан метод е механичното ексфолиране, което на практика е като отлепване на слоеве от графитен блок с помощта на лепкава лента. Може да звучи просто, но всъщност е малко придирчиво и ви дава само малки количества графен наведнъж. Друг метод е химическо отлагане на пари (CVD), при което газове, съдържащи въглерод, се нагряват и отлагат върху метална повърхност, за да образуват графен. Това е по-високотехнологичен начин за производство на графен, но също така е по-сложен и скъп.
Физически свойства
Сега нека поговорим за физичните свойства. Изкуствените графитни частици са чудесни проводници на топлина и електричество, но поради тяхната слоеста структура тяхната проводимост може да варира в зависимост от посоката. Освен това са сравнително твърди и плътни, което ги прави чудесни за приложения, при които се нуждаете от здрав и издръжлив материал. Например, те често се използват в батерии, като електроди в електрически устройства и дори в някои високотемпературни приложения.
Вижте някои от нашите първокласни продукти от изкуствен графит:96,5% фиксиран въглерод 0,08% сяра Изкуствени графитни колонни гранули,Изкуствени графитни частици с ниско съдържание на сяра и пепел, и1-5 мм изкуствен графит с ниско съдържание на сяра.
Графенът, от друга страна, извежда проводимостта на съвсем ново ниво. Това е най-добрият проводник на топлина и електричество, който познаваме при стайна температура. Освен това е невероятно здрав - всъщност той е около 200 пъти по-здрав от стоманата. И тъй като е само един слой от атоми, той е супер лек и гъвкав. Можете да го огъвате и разтягате, без да го счупите, което го прави наистина интересен за използване в неща като гъвкава електроника и високоякостни композити.
Химични свойства
От химическа гледна точка изкуствените графитни частици са относително стабилни. Те не реагират лесно с повечето химикали, поради което могат да се използват в сурови химически среди. Въпреки това, при екстремни условия, като много високи температури или в присъствието на силни окислители, те могат да започнат да реагират.
Графенът също е химически стабилен, но поради уникалната си структура, той може да взаимодейства с някои молекули по наистина интересни начини. Например, той може да адсорбира газове като водород и кислород върху повърхността си, което може да има приложения в неща като съхранение на газ и сензори.
Приложения
Разликите в структурата, свойствата и производствените процеси означават, че изкуствените графитни частици и графенът се използват в различни приложения. Изкуствените графитни частици са навсякъде - те са в автомобилните спирачки, за да помогнат за разсейването на топлината, в литиево-йонните батерии за съхраняване и освобождаване на енергия и в производството на тигли за топене на метали.
Графенът, поради своите невероятни свойства, се изследва за някои наистина авангардни приложения. Може да се използва в супер бързи компютърни чипове, в ултра-чувствителни сензори, които могат да открият дори най-малките количества вещества, и в гъвкави дисплеи, които можете да навиете като вестник.
цена
Цената винаги е фактор, когато става въпрос за избор на материал. Изкуствените графитни частици обикновено са по-достъпни за производство, тъй като производственият процес е добре установен и суровините са сравнително евтини. Това ги прави чудесен избор за приложения, при които цената е основно съображение.
Графенът, от друга страна, все още е доста скъп за производство. Методите, които използваме, за да го направим, са или с нисък добив, като механично ексфолиране, или изискват скъпо оборудване и газове с висока чистота, като CVD. Въпреки това, тъй като технологията се подобрява и производството се увеличава, ние се надяваме да видим цената на графена да намалява.
Заключение
И така, ето го - основните разлики между изкуствените графитни частици и графена. Като доставчик на изкуствени графитни частици знам колко е важно да разберете тези разлики, за да можете да изберете правилния материал за вашите нужди. Независимо дали търсите надежден, рентабилен материал за вашите ежедневни приложения или изследвате границите на технологиите с графен, всичко е свързано с намирането на правилното прилягане.
Ако се интересувате от закупуването на изкуствени графитни частици за вашия проект, не се колебайте да се свържете с нас. Разполагаме с широка гама от висококачествени продукти, които могат да отговорят на вашите специфични изисквания. Нека да поговорим за това как можем да работим заедно, за да направим вашия проект успешен!
Референции
- Dresselhaus, MS, Dresselhaus, G., & Eklund, PC (1996). Наука за фулерени и въглеродни нанотръби: Техните свойства и приложение в електронни и оптични устройства. Академична преса.
- Geim, AK, & Novoselov, KS (2007). Възходът на графена. Природни материали, 6 (3), 183-191.
- Tang, L., & Zheng, S. (2015). Изкуствен графит: Структурни характеристики, получаване и приложения. Journal of Materials Science & Technology, 31 (1), 1-11.