ویژگی ها و محدوده کاربرد مواد گرافیت

مواد کربنی مواد غیر آلی غیر فلزی هستند که عمدتاً از عناصر کربنی تشکیل شده‌اند. مواد کربن اساساً از کربن غیر گرافیتی تشکیل شده اند، در حالی که مواد گرافیت عمدتاً از کربن گرافیتی تشکیل شده اند. گرافیت را می توان به گرافیت طبیعی و گرافیت مصنوعی تقسیم کرد.
مواد گرافیت عمدتا از گرافیت پلی کریستالی تشکیل شده است. گرافیت یک کریستال لایه ای با شبکه صفحه شش ضلعی بین اتم های کربن است. گرچه گرافیت یک ماده غیر فلزی غیر آلی است، اما به دلیل رسانایی حرارتی خوب، نیمه فلز نامیده می شود. گرافیت رسانایی ترموالکتریک بالاتری نسبت به برخی فلزات دارد و همچنین دارای ضریب انبساط حرارتی به مراتب کمتری نسبت به فلزات و پایداری شیمیایی بالا است که آن را در کاربردهای مهندسی ارزشمند می کند. گرافیت از نظر شیمیایی در محیط های غیر اکسید کننده بی اثر است و مقاومت به خوردگی خوبی دارد. به جز اسیدهای قوی و محیط های اکسید کننده قوی، گرافیت در معرض خوردگی سایر اسیدها، قلیاها و نمک ها نیست و با هیچ ترکیب آلی سازگار نیست.
گرافیت همچنین نوعی ماده مقاوم در برابر دمای بالا است. گرافیت در دمای بالا ذوب نمی شود. دمای تبدیل به گاز بسیار بالا است، اما 3350 18 تحت فشار معمولی شروع به تصعید به گاز می کند. به طور کلی، استحکام مواد در دمای بالا به تدریج کاهش می یابد، در حالی که استحکام گرافیت با دما در دمای 2500 درجه سانتیگراد افزایش می یابد. وقتی بالای 2000 درجه باشد، قدرت آن دو برابر دمای معمولی است. مواد گرافیت همچنین دارای مقاومت در برابر شوک حرارتی عالی هستند، بنابراین مواد گرافیتی دارای مزایای منحصر به فردی به عنوان مواد با دمای بالا هستند.
مواد گرافیت به دلیل استحکام دمای بالا، انتقال حرارت رسانا، مقاومت در برابر شوک حرارتی، مقاومت در برابر خوردگی، روانکاری خوب، به یک ماده ساختاری ضروری، ماده با دمای بالا، مواد رسانا، مواد مقاوم در برابر سایش و مواد کاربردی در توسعه اقتصاد ملی تبدیل شده است. و مزایای دیگر در حال حاضر، مواد گرافیت به طور گسترده در متالورژی، صنایع شیمیایی، الکترونیک، لوازم الکتریکی، ماشین‌آلات، انرژی هسته‌ای، صنایع هوافضا و سایر بخش‌ها مورد استفاده قرار گرفته‌اند و می‌توان از آنها به عنوان الکترود، آند الکترولیتی، قالب و یاتاقان‌های با دمای بالا استفاده کرد. پوشش سطحی که به عنوان ماده کاهش سرعت نوترون و سوخت هسته ای در راکتور هسته ای استفاده می شود. در زمینه هوافضا، مواد گرافیتی را می توان برای آنتن های ماهواره ای مصنوعی، پوشش شاتل های فضایی، آسترهای گلوگاه نازل ژنراتور موشک و سایر اجزا استفاده کرد.