Pirolitik grafit potentsialini ochish: Xususiyatlar va ilovalar

Pirolitik grafit - bu alohida xususiyatlarga ega grafitning noyob shakli bo'lib, uni ko'plab tarmoqlarda juda qadrli qiladi. Ushbu moddaning xususiyatlari, ishlab chiqarish va turli xil dasturlarga yo'naltiriladipirolitik grafitva nima uchun bu texnologik muhitni talab qilish uchun tanlov materialidir. Biz uning noyob tuzilishi, issiqlik va elektr xususiyatlarini o'rganamiz va bu elektronikadan Aertrospace-ga hamma narsada foydalanishga yordam beradi. Mark Tompson kabi mutaxassislar uchun ushbu tafsilotlarni tushunish global bozorda raqobatbardosh qirralarni taklif qilishi mumkin.

1. Pirolitik grafit nima o'zi?

Pirolitik grafitKimyoviy bug 'deb ataladigan jarayon orqali ishlab chiqarilgan noyob, texnogen grafit shakliyaylov(CVD). Tabiiy grafit yoki oddiy grafitdan farqli o'laroq,pirolitik grafitpolicroine materialidir, bu juda ko'p kichik grafit kristallaridan iborat. Biroq, bu kristallaryuqori yo'naltirilgan, berishpirolitik grafitba'zi juda maxsus xususiyatlar. Grafitga o'xshash material auglevodorodGaz (metan kabi) juda qizdiriladiyuqori haroratinert muhitida. Bu gazni keltirib chiqaradiparchalanmoqva vauglerod atomis to'plangan qatlam bilan bir qatordasubstrat.

Ushbu qatlamli tuzilmani tushunish kalitidirpirolitik grafit. Bu ko'plab yupqa varaqlarni yopish bilan o'xshash. Har bir varaq qatlamni anglatadigrafika, qayerdauglerod atomis zich bo'lgan gekgonli panjarada mahkam bog'lanadi. Samolyot ichidagi obligatsiyalar juda kuchli (kovalent obligatsiyalar), ammo orasidagi aloqalargrafit qatlamlarijuda zaif (Van der Waals kuchlari). Samolyot o'rtasidagi aloqa va samolyot o'rtasidagi aloqada bu farq materialga ega bo'lishiga olib keladianisotropiya.

2. Pirolitik grafit qanday tayyorlanadi? Cho'kish jarayoniga nazar.

Ishlab chiqarishpirolitik grafitkimyoviy deb nomlanuvchi murakkab jarayonni o'z ichiga oladiBug 'tushirilishi. Aslida, auglevodorodmetan (CH4) kabi gaz a bilan bo'lgan vakuum kamerasiga kiritiladisubstrat. Keyin kamerada juda qiziganyuqori harorat, odatda 2000 ° C oralig'ida 3000 ° C gacha. Bu kuchli issiqlik paydo bo'ladiuglevodorodgaz uchunparchalanmoq- deb nomlanuvchi jarayonpiroliz.

Davridapiroliz,uglerod atomiparchalangan gazdan olingansubstrat. Atomlar juda ko'p tartibli, qatlamli tuzilishni shakllantiradipirolitik grafit. Stavkasiyaylov, Palatadagi harorat va bosimning yakuniy xususiyatlariga ta'sir qilish uchun barcha ehtiyotkorlik bilan boshqariladipirolitik grafit. Ushbu parametrlarni boshqarish materialning zichligini moslashtirishga imkon beradi,Issiqlik o'tkazuvchanligiva boshqa xususiyatlar.
Bu mumkin bo'lganpirolitik grafit varaqalari.

3. Pirolitik grafitning asosiy xususiyatlari qanday?

BuPirolitik grafitning xususiyatlarito'g'ridan-to'g'ri o'ziga xos, yuqori yo'naltirilgan qatlamli tuzilishdan. Bu yo'nalishda uning xulq-atvorida jiddiy farqlarni keltirib chiqaradi. Bu erda ba'zi muhim xususiyatlar mavjud:

• Anisotropy:Bu, ehtimol, aniq xususiyatpirolitik grafit. Uning xususiyatlari juda yo'nalishga ega. Qatlamlar tekisligida (samolyotda), u juda yaxshi namoyish etadiissiqlikvaelektr o'tkazuvchanligi. Biroq, ichidaYo'naluv perpendikulyarQatlamlarga bu xususiyatlar sezilarli darajada kamayadi.
• Yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi (ichkarida): Pirolitik grafitfavqulodda maqtanadiIssiqlik o'tkazuvchanligiuning qatlamlari tekisligi bo'ylab ham misdan oshib ketadiXona harorati.
• Kam termal o'tkazuvchanlik (samolyotga perpendikulyar):Aksincha, uningIssiqlik o'tkazuvchanligiQatlamlarga perpendikulyar, bu yo'nalishda juda yaxshi termal izolyatorga aylantiradi.
• Diamgnetizm: Pirolitik grafitkuchliDimasignit material, bu ramzi degan ma'noni anglatadimagnitmaydonlar. Ushbu mulk ham anisotropik.
• Yuqori harorat barqarorligi:Bu juda bardosh berishi mumkinyuqori haroratinert atmosferalarida jiddiy tanazzulsiz.
• Kimyoviy inertizatsiya: Pirolitik grafitnisbataninert, ko'plab kimyoviy moddalar bilan reaktsiyalarga qarshi turish.

4. Nima uchun pirolitik grafitning termal o'tkazuvchanligi shunchalik ajoyib?

IstisnoPirolitik grafitning termal o'tkazuvchanligiUning qatlamlari tekisligida zich aloqada bo'lgan fononlar (tebranishlar) samarali harakati tufayliuglerod atomiTarmoq. Bir o'ylab ko'ring, bu to'lqin kabi tezroq sayohat qilish, qattiq, tartibsizlantirilgan, yirtilgan, yirtilgan va tartibsiz bo'lgandan ko'ra tezroq ishlaydigan material orqali. Ichida kuchli kovalent aloqalargrafikaUshbu tebranishlar uchun minimal qarshilik ko'rsatish uchun ushbu tebranishlar uchun aniq yo'lni ta'minlaydi. BuIssiqlik o'tkazuvchanligimisdan besh baravargacha bo'lishi mumkin.

Biroq, chunki orasidagi aloqalargrafit qatlamlariZaif (Van der Waals kuchlari), fononlar issiqliklarni qatlamlarga o'tishda qiynalalar. Bu pastni tushuntiradiIssiqlik o'tkazuvchanligiperpendikulyar yo'nalishda. Bu ushbu materialni mos keladiIssiqlik cho'kish.

5. pirolitik grafitning anisotropiyasini o'rganish.

AnisotropiyaYuqorida aytib o'tilganidek, asosiy xususiyatdirpirolitik grafit. Bu shuni anglatadiki, materialning xususiyatlari yo'nalishga qarab farq qiladi. Bu uning qatlamlangan tuzilishining bevosita natijasidir. Yaxshi o'xshashlik - bu yog'ochdir: don bo'ylab yog'och bo'ylab udan ko'ragi rangni ajratish ancha oson.

Ushbu yo'nalishga bog'liqlik ko'plab arizalar uchun juda muhimdir. Masalan, uning yuqoriIssiqlik o'tkazuvchanligiva perpendikulyarIssiqlik o'tkazuvchanligiIssiqlik maydonlarida issiqlik maydonlarida ideal qilish, boshqa joylarga tarqalishining oldini olishda sezgir komponentlardan issiqroq chizish. Qobiliyatizidqatlamlaripirolitik grafit, qanday qilibmikayotgan, shuningdek, bundan kelib chiqadianisotropiya.

6. Pirolitik grafitning umumiy dasturlari qanday?

NoyobPirolitik grafitning xususiyatlariUni anisotrop issiqlik issiqlik va elektr xususiyatlariga ega bo'lgan keng qamrovli dasturlarga mos keling. Ba'zi asosiy foydalanish quyidagilarni o'z ichiga oladi:

• Issiqlik spektrlari va issiqlik botishi:IchidaElektron qurilmalar, pirolitik grafituni samarali ravishda tarqatish uchun ishlatiladiIssiqlik ishlab chiqarilgankomponentlar bo'yicha haddan tashqari qizib ketish va ishonchli operatsiyani ta'minlash.
• Mochga qulab, qoliplar:Uning yuqori haroratli qarshiligi va kimyoviy inertizatsiya uni yuqori haroratli metallurgiya jarayonlarida ishlatiladigan telefonlar uchun mos materialga aylantiradi.
• Monoxromatorlar:Rentron va neytron monoxroatorlarida keng qo'llaniladi.
• Biotib-ilovalar:Uning biokomptivatligi ma'lum bir tibbiy implanionlarda foydalanishga olib keldi.
• Aerosospaces komponentlari:Uning yuqori haroratli barqarorligi va engil tabiat uni aerokosmik qo'llanmalarda qadrlaydi.
• Tekshirish mikroskopiyasi:Pirolitik grafit, ayniqsayuqori yo'naltirilgan pirolitik grafit, a sifatida ishlatiladisubstratuchunTekshirish tunnelimikroskopiya (smm) kvartirasi, o'tkazuvchan yuzasi tufayli. U bir necha marta yopishishi mumkin.

7. Elektron qurilmalar va yarimo'tkazgichlarda pirolitik grafit.

IchidaElektron qurilmalarvayarimo'tkazgichsohalar,pirolitik grafitTermal boshqaruvda hal qiluvchi rol o'ynaydi. Zamonaviy elektronika juda ko'p miqdordagi issiqlikni keltirib chiqaradi va samarali tarqalish faoliyati va uzoq umr ko'rish uchun juda muhimdir.Pirolitik grafitImkoniyatliIssiqlik o'tkazuvchanligiUni issiq joylardan tortib olish uchun juda yaxshi materialga aylantiradi, masalan protsessorlar va quvvat kuchaytirgichlar.

Bundan tashqari, uning pastIssiqlik o'tkazuvchanligiSamolyotga perpendikulyar ekish issiqlikni izolyatsiya qilish, yaqin atrofdagi sezgir komponentlarga ta'sir qilishning oldini olishga yordam beradi. Yupqa, engil tabiatpirolitik grafit varaqalariShuningdek, ularni bo'shliq cheklangan bo'lgan ixcham elektron qurilmalarda foydalanishga majbur qiladi. Material ham ishlatiladiYoqilg'i hujayralariuchunenergiya saqlash.

8. Pirolitik grafit boshqa grafitning boshqa shakllariga qanday solishtiradi?

Grafitning barcha shakllari - eng muhim olti burchak uglerod tuzilishini anglatadi,pirolitik grafitUning yuqori tartibli, qatlamli tuzilishi tufayli ajralib turadi. Bu unga boshqa turlarga nisbatan aniq xususiyatlar beradi:

• Tabiiy grafit:Tabiiy grafit erdan qazib olinadipirolitik grafit, natijada pastroqissiqlikvaelektr o'tkazuvchanligi.
• Oddiy grafityokiSun'iy grafit:Bu odatda ishlab chiqariladiuglerod qorava botqoq, keyin pishirilgan va grafitlangan. Bundan tashqari, izotrop tuzilishi (xususiyatlar barcha yo'nalishlarda o'xshash) bilan solishtirgandapirolitik grafit.
• Grafik:Vaqtpirolitik grafityopishtirilgangrafikaqatlamlar, bir qatlamgrafikayanada ajoyib xususiyatlarga ega. Biroq, katta, kamchiliksiz varaqlarni ishlab chiqarishgrafikaqiyinligicha qolmoqda.

Ushbu ikki materialni taqqoslash,pirolitik grafitIshlash va ishlab chiqarish o'rtasidagi muvozanatni ko'pchilik uchun amaliy tanlovga aylantiradi. TekshiringYuqori kuch grafit blokiMahsulot sahifasi.

9. Pirolitik grafitdan foydalanishning cheklovlari va muammolari qanday?

Ko'p afzalliklarga qaramay,pirolitik grafitBa'zi cheklovlar mavjud:

• Brittlenllik:Bu, ayniqsa axloqsizlik tekisliklari bo'ylab yorilishga nisbatan mo'rt va moyil bo'lishi mumkin.
• Narxi:CVD ishlab chiqarish jarayoni qimmat, tayyorlashi mumkinpirolitik grafitgrafitning boshqa shakllariga qaraganda qimmatroq.
• Mashinalik:Bu ishlov berish mumkin bo'lsa-da, uning anisotrop tabiati aniq shakllar va toqatlarga erishishni qiyinlashtirishi mumkin. Bukristallanishvazolimlikbunga ta'sir qilishi mumkin.
• Yuqori haroratda oksidlanish:Inert atmosferadagi barqaror bo'lsa-da,pirolitik grafitoksidlash (kislorod bilan reaktsiya)yuqori harorathavoda himoya qoplamasiz har qanday yuqori haroratli dasturlarda foydalanishni cheklash. Quyida saqlanishi kerak400 ° C.

10. Pirolitik grafitning kelajagi: paydo bo'lgan arizalar va tadqiqotlar.

Tadqiqotlar yangi va qiziqarli dasturlarni o'rganishda davom etmoqdapirolitik grafit. Qiziqish joylari quyidagilardan iborat:

• Ilg'or issiqlik boshqarmasi:Elektron qurilmalar qisqarishni davom ettirish va kuchliroq bo'lishda davom etar ekan, isitish tarqalishi echimlarini yanada samaraliroq echimlarini yanada oshirishga ehtiyoj sezadipirolitik grafit- tarqoq materiallar.
• Energiya saqlash:Uningelektr o'tkazuvchanligiVa qatlamli tuzilma uni ilg'or batareyalar va superkapitorlarda foydalanish uchun potentsial nomzod qiladi. MaterialKimyoviy inert.
• Sensorlar:Uning betakror xususiyatlari turli xil sensorlar ichida foydalanish uchun tergov qilinmoqda.
• Biotibinik muhandislik:Biokompt-ning keyingi tadqiqotlar tibbiy asboblar va implantlardagi yangi dasturlarga olib kelishi mumkin.
  * Molekulalarni o'rganishErkaklar olimlari turli xil narsalarni o'rganish uchun substrat sifatida sarflaydilararomatik molekulalar. Xope beradiochiq toza sirtqolganidan keyin hambir necha soat davomida havo. Substrat mumkinmolekulalarni barqarorlashtiring ** o'tkazuvchan tekislikni ta'minlang.
• Nohlatitura:nohlatituranamoyishda ko'rindiYarimo'tkazishxulq.

Kalit Takeawewewe: Pirolitik grafit asoslari

• Pirolitik grafitYuqori buyurtma qilingan, qatlamli tuzilish bilan grafitning o'ziga xos shakli.
• Istisno ko'rgazmaanisotropiya, yuqoriissiqlikvaelektr o'tkazuvchanligiqatlamlarning tekisligida, tekislikka perpendikulyarlik.
• U kimyoviy bug 'orqali ishlab chiqariladiyaylov (piroliz), uning xususiyatlarini nazorat qilishga imkon beradigan jarayon.
• Asosiy qo'llanmalar issiqlik maydonlari, eng ko'p odamlar, aerokospo tarkibiy qismlari va mikroskopiya uchun substratlar kiradi.
• Bu qimmatbaho materialElektron qurilmalarva issiqlik boshqaruvi uchun yarimo'tkazgichlar.
• Grafitning boshqa shakllariga qaraganda qimmatroq bo'lsa-da, uning o'ziga xos xususiyatlari uni talab qilinadigan dasturlarda ishlatishni oqlaydi.
• Davom etayotgan tadqiqotlar energiya saqlash, sensorlar va biotibqidiy injiniringda yangi dasturlarni o'rganmoqda.
• Bizningimizni o'rganishni unutmangYuqori tozaligi 99,9% grafit kukunivaEritishda mutlaqo yuqori haroratga chidamli grafitMahsulot sahifalari.
• Biz uchun bizni o'ylab ko'ringelektrod materiallariehtiyojlar.
  Grafitning ovozi o'chirilganp tizimustidagrafen choyshabelektr uchun javobgaro'tkazuvchanlik va issiqlikbarqarorlik.
• Buni tushunish juda muhimdirDoclocale p-obligatsiyavaraqlar orasidaXaridor sotib olish to'g'risida qaror qabul qilish.