Уникальная способность графита проводить электричество, рассеивая или отводя тепло от критических компонентов, делает его отличным материалом для электронных приложений, включая полупроводники, электродвигатели и даже для производства современных аккумуляторов.
Графен — это то, что ученые и инженеры называют одним слоем графита на атомном уровне, и эти тонкие слои графена скручиваются и используются в нанотрубках.Вероятно, это связано с впечатляющей электропроводностью и исключительной прочностью и жесткостью материала.
Современные углеродные нанотрубки имеют отношение длины к диаметру до 132 000 000:1, что значительно больше, чем у любого другого материала.Следует отметить, что помимо использования в нанотехнологии, которая все еще является довольно новой в мире полупроводников, большинство производителей графита десятилетиями производили определенные сорта графита для полупроводниковой промышленности.
2. Электродвигатели, генераторы и генераторы переменного тока
Углеродный графит также часто используется в электродвигателях, генераторах и генераторах переменного тока в виде угольных щеток.В этом случае «щетка» — это устройство, проводящее ток между неподвижными проводами и комбинацией движущихся частей, и оно обычно размещается во вращающемся валу.
3. Ионная имплантация
В настоящее время графит все чаще используется в электронной промышленности.Он также используется в ионной имплантации, термопарах, электрических переключателях, конденсаторах, транзисторах и батареях.
Ионная имплантация — это инженерный процесс, при котором ионы определенного материала ускоряются в электрическом поле и проникают в другой материал в качестве формы пропитки.Это один из основных процессов, используемых при производстве микрочипов для наших современных компьютеров, и атомы графита обычно являются одним из типов атомов, которые внедряются в эти кремниевые микрочипы.
Помимо уникальной роли графита в производстве микрочипов, инновации на основе графита в настоящее время также используются для замены традиционных конденсаторов и транзисторов.По мнению некоторых исследователей, графен вообще может быть возможной альтернативой кремнию.Он в 100 раз тоньше самого маленького кремниевого транзистора, гораздо эффективнее проводит электричество и обладает экзотическими свойствами, которые могут быть очень полезны в квантовых вычислениях.Графен также используется в современных конденсаторах.На самом деле графеновые суперконденсаторы предположительно в 20 раз мощнее традиционных конденсаторов (выделяют 20 Вт/см3) и могут быть в 3 раза мощнее современных мощных литий-ионных аккумуляторов.
4. Батареи
Когда дело доходит до батарей (сухих и литий-ионных), углеродные и графитовые материалы также играют важную роль.В случае традиционных сухих элементов (батарейки, которые мы часто используем в наших радиоприемниках, фонариках, пультах дистанционного управления и часах) металлический электрод или графитовый стержень (катод) окружен влажной электролитной пастой, и оба они заключены в капсулу. металлический цилиндр.
В современных литий-ионных батареях в качестве анода также используется графит.В старых литий-ионных батареях использовались традиционные графитовые материалы, однако теперь, когда графен становится все более доступным, вместо него теперь используются графеновые аноды — в основном по двум причинам;1. графеновые аноды лучше удерживают энергию и 2. обещают, что время зарядки в 10 раз быстрее, чем у традиционной литий-ионной батареи.
Литий-ионные аккумуляторы в последнее время становятся все более популярными.В настоящее время они часто используются в нашей бытовой технике, портативной электронике, ноутбуках, смартфонах, гибридных электромобилях, военных транспортных средствах, а также в аэрокосмических приложениях.
Время публикации: 15 марта 2021 г.