مسحوق الجرافيت هو نوع من المواد المسحوقة الدقيقة المصنوعة من الكربون بعد الانحلال الحراري أو الكربنة بدرجة حرارة عالية، ومكونه الرئيسي هو الكربون. يحتوي مسحوق الجرافيت على هيكل متعدد الطبقات فريد من نوعه، وهو أسود رمادي أو أسود فاتح. وزنه الجزيئي هو 12.011.
ويمكن تلخيص خصائص مسحوق الجرافيت على النحو التالي:
1. الموصلية العالية والتوصيل الحراري: مسحوق الجرافيت هو مادة جيدة التوصيل والتوصيل الحراري، مع الموصلية الحرارية العالية والموصلية. ويرجع ذلك أساسًا إلى الترتيب المحكم والبنية الطبقية لذرات الكربون في الجرافيت، مما يسهل توصيل الإلكترونات والحرارة.
2. الخمول الكيميائي الجيد: يتمتع مسحوق الجرافيت بثبات كيميائي جيد وخمول في الظروف العادية، ولا يتفاعل مع معظم المواد. ولهذا السبب أيضًا يتم استخدام مسحوق الجرافيت على نطاق واسع في مجالات المواد الإلكترونية والكيميائية، والحماية من التآكل بدرجة الحرارة العالية، وما إلى ذلك.
3. لديه قوة ميكانيكية معينة: بالمقارنة مع المواد النانوية الأخرى، مسحوق الجرافيت لديه مقاومة أعلى للصدمات، ومقاومة البثق ومقاومة الشقوق، والتي يمكن أن تعزز الخواص الميكانيكية للمواد إلى حد معين.
تتنوع طرق تحضير مسحوق الجرافيت، والطرق الشائعة هي كما يلي:
1. الانحلال الحراري عند درجة حرارة عالية: تسخين الجرافيت الطبيعي أو كريستال الجرافيت المركب كيميائيًا إلى درجة حرارة عالية (أعلى من 2000 درجة مئوية) لتحليله إلى مسحوق الجرافيت.
2. طريقة الكربنة ذات درجة الحرارة العالية: يتم الحصول على مسحوق الجرافيت عن طريق التفاعل الكيميائي للجرافيت مع المواد الخام ذات البنية الطبقية المشابهة للجرافيت. وفقًا للمواد الخام المختلفة، يمكن تقسيمها إلى طرق تحضير مختلفة، مثل ترسيب البخار الكيميائي والتحلل الحراري والكربنة.
3. الطريقة الميكانيكية: من خلال عمليات الطحن والغربلة الميكانيكية، تتم معالجة الجرافيت الطبيعي أو مواد الجرافيت الاصطناعية للحصول على مسحوق الجرافيت.
طرق التحضير المختلفة لها تأثيرات مختلفة على جودة ونقاء وشكل مسحوق الجرافيت. وفي التطبيقات العملية، يجب اختيار طرق التحضير المناسبة وفقًا للمتطلبات المختلفة.
1. المواد الإلكترونية والكيميائية: يمكن تحضير مسحوق الجرافيت إلى مركبات بوليمر موصلة وموصلة للحرارة، والتي تستخدم في الأجهزة الإلكترونية والبطاريات والأحبار الموصلة وغيرها من المجالات. على سبيل المثال، في مواد الأقطاب الكهربائية، يمكن لمسحوق الجرافيت أن يزيد من موصلية المادة، ويحسن الأداء الكهروكيميائي للقطب الكهربائي، ويطيل عمر خدمة البطارية.
2. مواد الطلاء: يمكن استخدام مسحوق الجرافيت لتحضير الطلاءات المختلفة، مثل الطلاء المضاد للتآكل، وطلاء التوصيل الحراري، وطلاء التدريع الكهرومغناطيسي، وما إلى ذلك. وفي مجالات السيارات والطائرات والبناء وما إلى ذلك، يتم تحضير الطلاءات مع مسحوق الجرافيت يمكن أن يحسن مقاومة الأشعة فوق البنفسجية ومقاومة التآكل للمواد.
3. المحفز: يمكن استخدام مسحوق الجرافيت لتحضير المحفز، ويستخدم على نطاق واسع في التخليق العضوي والإنتاج الكيميائي والمجالات الأخرى. على سبيل المثال، في هدرجة الزيوت النباتية، يمكن استخدام مسحوق الجرافيت بعد المعالجة كمحفز لتحسين انتقائية التفاعل وإنتاجيته.
4. المواد الخزفية: في تحضير المواد الخزفية، يمكن لمسحوق الجرافيت تحسين قوته الميكانيكية وخصائصه الأخرى من خلال تأثير التقوية. يستخدم مسحوق الجرافيت على نطاق واسع خاصة في السيراميك الخزفي والسيراميك المسامي.
