Bondio Sy'n Gwneud Graffit yn Ddargludol
Mae pob atom carbon mewn haen graffit yn defnyddio tri o'i bedwar electron falens i ffurfio bondiau sigma gyda thri chymydog mewn trefniant hecsagonol planar, sef y ffurfweddiad sp2. Mae'r pedwerydd electron mewn orbital pi dadleoli sy'n ymestyn uwchben ac o dan yr haen, ac mae'r electronau hynny'n rhydd i symud drwy'r ddalen. Dyma darddiad dargludedd trydanol graffit: mae'n ymddwyn fel semimetal yn hytrach nag ynysydd, a dyma'r rheswm y gall electrod graffit basio cerrynt arc a fyddai'n dinistrio dargludydd ceramig.
Anisotropi y dellt Haenog
Oherwydd bod yr haenau wedi'u bondio'n gryf o fewn yr awyren a'u bod wedi'u bondio'n wan yn unig rhwng awyrennau, mae bron pob eiddo graffit yn gyfeiriadol. Mae gwrthedd trydanol yn llawer is ar hyd yr haenau nag ar eu traws, mae dargludedd thermol yn dangos yr un patrwm, ac mae cryfder mecanyddol ac ehangiad thermol hefyd yn wahanol i gyfeiriad. Mewn electrod gweithgynhyrchu mae'r gronynnau golosg yn cael eu halinio i raddau mwy neu lai trwy allwthio, felly mae'r electrod ei hun yn anisotropig. Dyma pam mae manylebau'n nodi a gafodd priodwedd ei fesur yn gyfochrog neu'n berpendicwlar i'r echelin, a pham mae golosg nodwydd, sy'n alinio'n gryf, yn cynhyrchu electrod ehangu isel.
Ymddygiad Thermol a Sublimation
Nid yw graffit yn toddi ar bwysau cyffredin. O dan awyrgylch amddiffynnol mae'n aruchel tua 3,650 gradd Celsius, sy'n llawer uwch na'r 3,000 i 3,500 gradd Celsius a fesurir mewn arc gwneud dur, felly mae'r electrod yn aros yn solet tra bod y tâl yn toddi. Mae dargludedd thermol uchel graffit, yn yr ystod o tua 100 i 150 wat fesul metr kelvin ar dymheredd gweithio, yn lledaenu'r gwres arc i ffwrdd o'r blaen ac yn cyfyngu ar y tymheredd brig yn y corff. Y cyfuniad o bwynt sublimation uchel iawn a dargludedd uchel yw sylfaen thermol y cynnyrch cyfan.
Gwrthiant a Gwresogi Joule
Mae hyd yn oed dargludydd da yn cynhyrchu gwres pan fydd yn cario cerrynt. Mae gwrthedd trydanol electrod graffit yn nodweddiadol tua 5 i 9 micro- metr ohm, ac mae'r golled ohmig yn y golofn mewn cyfrannedd â'r gwrthedd hwnnw ac â sgwâr y cerrynt. Oherwydd bod y cerrynt yn fawr iawn, mae hyd yn oed cynnydd bach mewn gwrthedd yn codi tymheredd yr electrod yn sylweddol, ac mae cymal difrodi ag ymwrthedd cyswllt uchel yn dod yn fan poeth. Cemeg a phrosesu sy'n gosod y gwrthedd: mae tymheredd graffiteiddio uwch a gwell trefn grisial yn ei ostwng.
Sefydlogrwydd Cemegol a Dyfodiad Ocsidiad
Mae graffit yn gemegol anadweithiol tuag at y rhan fwyaf o fetelau tawdd a slags, a dyna pam y gall eistedd mewn baddon dur heb adweithio. Ei gwendid yw ocsigen. Mewn aer, mae ocsidiad mesuradwy yn dechrau tua 450 i 600 gradd Celsius, ac yn uwch na'r tymheredd hwnnw mae carbon yn adweithio ag ocsigen, carbon deuocsid ac anwedd dŵr i ffurfio carbon monocsid a charbon deuocsid. Dyma fecanwaith colled wal ochr mewn ffwrnais. Mae'r adwaith yn araf ar dymheredd isel ac yn gyflym ar dymheredd uchel, felly mae arfer ffwrnais sy'n cadw'r electrod yn oerach ac yn ei darianu â slag ewyn yn ymestyn bywyd electrod yn uniongyrchol.
Cwestiynau Cyffredin
C: Pam mae graffit yn dargludol yn drydanol?
Oherwydd bod pob atom carbon yn cyfrannu un electron dadleoli i orbital pi sy'n ymestyn ar draws yr haen, gan ganiatáu i wefr symud yn rhydd o fewn y dalennau hecsagonol.
C: Beth yw tymheredd sychdarthiad graffit?
Tua 3,650 gradd Celsius ar bwysedd atmosfferig, ymhell uwchlaw'r 3,000 i 3,500 gradd Celsius o arc gwneud dur, felly mae'r electrod yn parhau i fod yn solet mewn gwasanaeth.
C: Pam mae graffit yn anisotropig?
Mae bondiau cofalent cryf yn gweithredu o fewn yr haenau tra mai dim ond grymoedd gwan van der Waals sy'n gweithredu rhyngddynt, felly mae dargludedd, cryfder ac ehangiad thermol i gyd yn wahanol yn ôl cyfeiriad.
C: Beth yw gwrthedd trydanol graffit electrod?
Yn nodweddiadol 5 i 9 micro- metr ohm, gyda graddau pŵer hynod - uchel - ar y pen isel. Mae gwrthedd is yn golygu llai o wres Joule y tu mewn i'r golofn.
C: Ar ba dymheredd mae graffit yn dechrau ocsideiddio?
Mewn aer, mae ocsidiad mesuradwy yn dechrau tua 450 i 600 gradd Celsius. Uwchlaw hynny, mae ocsigen a charbon deuocsid yn adweithio â charbon ac mae'r wal ochr yn diflannu'n araf.
C: A yw graffit yn adweithio â dur tawdd neu slag?
Mae'n gemegol anadweithiol tuag at y rhan fwyaf o fetelau tawdd a slagiau, a dyna pam y gall gludo cerrynt yn uniongyrchol i'r bath heb gael ei fwyta gan ymosodiad cemegol.