Графитната хартия е висок - производителен материал, направен от естествен или синтетичен графит чрез специализиран процес. Основният му химичен компонент е въглерод (С), а основните му градивни елементи са графитни микрокристали в слоеста структура. Графитната хартия не само показва отлична електрическа и топлинна проводимост и химическа стабилност, но също така е лека, гъвкава и корозия -, което я прави широко използвана в електрониката, термичното управление и новите енергийни приложения.
Основен химичен състав на графитна хартия
Основният химичен компонент на графитната хартия е въглерод. Кристалната му структура е шестоъгълна слоеста структура. Всеки слой се свързва ковалентно от въглеродни атоми чрез SP² хибридни орбитали, образувайки стабилна две - размерена равнинна мрежа. Слоевете се свързват от слаби сили на ван дер Ваалс, което води до отлична електрическа проводимост и смазване в посоки, успоредни на слоевите равнини, като същевременно проявяват степен на механично ексфолиране в перпендикулярни посоки.
В индустриалното производство графитната хартия обикновено се изработва от естествен флаг графит или висок - Синтетичен графит на чистотата през високо - температурно разширяване, търкаляне или формоване. В зависимост от метода на обработка, графитната хартия обикновено съдържа 95% до 99,9% въглерод. Други компоненти на следите могат да включват не - метални елементи като кислород, водород и азот. Тези примеси произхождат предимно от органични свързващи вещества в суровините или остатъците от процеса на обработка.
Химическа стабилност и функционалност на графитна хартия
Тъй като въглеродът е химически стабилен при стайна температура и не реагира лесно с киселини, основи или органични разтворители, графитната хартия показва отлична устойчивост на корозия и поддържа работата си в сурови химически среди. Освен това слоестата структура на графитната хартия му позволява да поддържа структурната си цялост дори при високи температури, обикновено варираща от 300 градуса до 500 градуса (в зависимост от неговата чистота) и може да издържи още по -високи температури при инертен газ.
Електрическата и топлопроводимост на графитната хартия също произтича от уникалното му подреждане на въглеродните атоми. Силните ковалентни връзки между въглеродните атоми в слоевете позволяват на електроните да се движат свободно, което води до електрическа проводимост на графитна хартия, достигаща 10³ до 10⁵ s/m, приближавайки се до нивата на някои метали. Освен това, слабите взаимодействия между слоевете позволяват ефективен топлопренос, което води до топлинна проводимост 100-400 w/(m · k), значително по-висока от тази на обикновените полимерни материали.
Графитна хартия, функционален материал, съставен предимно от висок - чистота въглерод, може да се похвали с химическа стабилност и уникална слоеста структура, като я дарява с потенциал за различни приложения. В бъдеще, с напредъка в технологията за обработка на графити, работата на графитната хартия ще бъде допълнително оптимизирана, за да отговори на нуждите на високите - крайни приложения като електронни опаковки, нова охлаждане на енергийната батерия и аерокосмическото пространство.
