Uglerod tolalari nima?
Uglerod tolalari tarmoqli tuzilishga ega bo'lgan grafitga o'xshash uzun zanjirli uglerod birliklari. Uglerodning uzun zanjirli tarmoqli birliklari uglerod atomlarining katenatsiya xususiyati, ya'ni o'xshash element atomlarining bog'lanishi tufayli yuzaga keladi.
Tomas Elva Edison tabiiy paxta yordamida lampochkaning elektr filamentida sinash uchun birinchi uglerod filamentini yaratgan.
Prekursorlar - bu uglerod tolalarini ishlab chiqarishda ishlatiladigan xom ashyo.
Uglerod tolasi qanday ishlab chiqariladi?
Ko'pgina uglerod tolasi poliakrilonitril yoki PAN deb ataladigan jarayondan tayyorlanadi. Bu jarayonda tolali qatlam shu qadar yuqori issiqlik ta'sirida bo'ladiki, ugleroddan tashqari deyarli hamma narsa yonib ketadi.
Oddiy uglerod tolalarini ishlab chiqarish bosqichlari:
1: Polimerizatsiya: Uzoq zanjirli polimer hosil qilish uchun prekursor polimerizatsiya qilinadi.
2: Spinning: Shundan so'ng, polimer uzun tolalarga aylanadi. Ko'pincha kimyoviy va mexanik usullar qo'llaniladi.
3: Oksidlanish: tolani havoda isitish orqali barqarorlashadi. U havodan kislorodni yutadi va tolani barqarorlashtirish uchun murakkab atomik qayta tartibga solish jarayonidan o'tadi.
4: Karbonizatsiya: Kislorod yo'q bo'lganda, oksidlangan va stabillashgan tolaning yuqori haroratli ishlovi uglerod bo'lmagan atomlarni yo'qotishga yordam beradi, natijada zich o'ralgan uglerod tolasi paydo bo'ladi.
5: Yuzaki ishlov berish: Karbonlashtirilgan tolalar zaif bog'lanish qobiliyatiga ega, bu ularning kompozit hosil qilish uchun epoksi qatronlar bilan birlashishini qiyinlashtiradi. Ushbu bog'lash qobiliyatiga ega bo'lish uchun sirt tegishli kimyoviy moddalar bilan ishlov beriladi.
6: Hajmi: Himoya qilish uchun tolalar epoksi, neylon, polyester va boshqa materiallar bilan qoplangan. Bu o'lcham deb ataladi.
Keyin uglerod tolasi xom plitasi boshqa metallar bilan birlashtiriladi (uglerod tolasining o'tkazuvchanligini tushunishning muhim qismi) va hosil bo'lgan birikma kimyoviy jarayonlar yordamida ishlov beriladi va o'lchanadi.
Jarayon chuqur va shuning uchun qimmat.
BOG'LI: Uglerod tolali plitalar uchun 5 ta qiziqarli foydalanish
Uglerod tolasi o'z-o'zidan o'tkazuvchanmi?
Yo'q, uglerod tolasi issiqlik va elektr o'tkazuvchanligi jihatidan boshqa hech narsa bilan birlashtirilmasa, juda o'tkazuvchan emas.
Issiqlik o'tkazuvchanligi (issiqlik o'tkazish qobiliyati) haqida gap ketganda, uglerod tolasi o'rtacha. Nisbatan yuqori sifatli uglerod tolasi kremniy kabi issiqlik o'tkazuvchanligiga ega va hatto eng yuqori darajadagi uglerod tolasi alyuminiyga qaraganda kamroq o'tkazuvchanlikka ega.
Oddiy eski uglerod tolasi elektr o'tkazuvchanligi haqida gap ketganda biroz yaxshiroq, garchi u hali ham ko'pchilik metallar kabi o'tkazuvchan emas. U elektr o'tkazgich sifatida ishlatilganda, uglerod tolasini boshqa metallar bilan to'qish yoki olmos yoki grafit kabi elektr o'tkazuvchanligi yuqoriroq uglerod allotropini yaratish orqali o'zgartirish yaxshidir.
Qanday qilib uglerod tolasini ko'proq o'tkazuvchan qilishimiz mumkin?
Elektr o'tkazuvchanligini oshirish uchun uglerod tolasi izolyatsiya qilinganidan keyin boshqa materiallar bilan ishlov berish kerak. O'tkazuvchanlikni oshirish uchun uglerod tolasi bilan birlashadigan eng yaxshi birikmalar ion o'tkazuvchanligi uchun lateks (suyuqlik orqali) va elektron o'tkazuvchanlik uchun silika dumanı (qattiq modda orqali).
Uglerod allotroplari borki, ular issiqlikni uglerod tolasi -- olmosiga qaraganda ancha yaxshi o'tkazadi, xususan, oddiy uglerod tolasiga qaraganda issiqlikni 100 barobar samaraliroq o'tkazadi. Bu allotroplarni yaratish oson emas, lekin bosim, issiqlik va boshqa kimyoviy reaktsiyalarni o'z ichiga olgan jarayonlar mavjud bo'lib, ular o'zgarishlarni amalga oshirishga imkon beradi. Agar uglerod tolasi tayyor bo'lganda ushbu uglerod allotroplari bilan ishlov berilsa, uglerod tolasining issiqlik o'tkazuvchanligi ko'p marta oshishi mumkin.
Shunday qilib, uglerod tolasi o'tkazuvchanmi? Uning asosiy holatida unchalik ko'p emas, lekin bu ozgina fan bilan osongina o'zgarishi mumkin.
BOG'LI: Karbon tolali o'ram nima uchun ishlatiladi?
Uglerod tolasi metall bilan solishtirganda o'tkazuvchanmi?
O'z-o'zidan emas, yo'q. Boshqa metallar bilan ishlov berilganda, shunday bo'ladi.
O'z-o'zidan, uglerod tolasi metallga nisbatan katta elektr o'tkazuvchisi emas. Aslida, ko'pchilik metallar 1000x atrofida elektr tokini, shuningdek oddiy uglerod tolasini o'tkazadi. Boshqa materiallar bilan ishlov berilganda ham, uglerod tolasi elektr tokini o'tkazishda hali ham metall kabi yaxshi emas. Kumush, alyuminiy va mis kabi metallar elektr tokini o'tkazishda ayniqsa yaxshi, ular yaxshi elektr o'tkazgichlari bilan ishlov berilgan uglerod tolasidan 100 baravar tezroq.
Issiqlik energiyasini o'tkazish - bu boshqa hikoya. Yaxshi ishlab chiqarilgan va to'g'ri ishlov berilganda, uglerod tolasi mis kabi yuqori o'tkazuvchan metallga qaraganda ko'proq issiqlik o'tkazuvchanligiga ega.
Supero'tkazuvchilar uglerod tolasidan qanday foydalanish mumkin?
Qayta ishlangan uglerod tolasi dubulg'alar va yuklar kabi hashamatli buyumlarda qo'llaniladi, ular engil va bardoshli bo'lishidan foyda ko'radi. Ammo uglerod tolasining o'tkazuvchanligi muhandislik va aerokosmik loyihalarda konteyner qoplamasi kabi ko'proq sanoat maqsadlarida porlaydi.
Ilm-fan hali ham uglerod tolasining elektr o'tkazuvchanligini yaxshilash ustida ishlamoqda. Metall simlar kabi narsalarga nisbatan yuqori chidamliligi, issiqlikka chidamliligi, engilligi va kichik o'lchamlari tufayli kelajakda uglerod tolasi mahsulotlari o'tkazgich sifatida ko'proq ishlatilishi kutilmoqda.
Uglerod tolasi juda ko'p ajoyib fazilatlarga ega. Ulardan biri boshqa metall kompozitlar bilan ishlov berilganda issiqlik yoki elektr o'tkazgich sifatida ajoyib qobiliyatlari.
