I.Than chì là gì ?
Than chì là một trong những dạng thù hình của cacbon tồn tại trong tự nhiên. Ở điều kiện thường, than chì là chất rắn dạng tinh thể màu xám đen. Tinh thể than chì có cấu trúc lớp. Trong một lớp, mỗi nguyên tử cacbon liên kết cộng hóa trị với ba nguyên tử cacbon lân cận nằm ở đỉnh của một tam giác đều. Các lớp lân cận liên kết với nhau bằng tương tác yếu nên dễ tách ra và trượt lên nhau. Vì vậy, than chì mềm, khi vạch ra trên giấy để lại vạch đen gồm nhiều lớp tinh thể. Ngoài ra, than chì còn có tính chất rất đặc biệt là dẫn điện tốt, mặc dù than chì do nguyên tố phi kim cấu tạo nên.
II.Cấu trúc tinh thể của than chì
Trong cấu trúc tinh thể của graphit, mỗi nguyên tử cacbon chiếm hữu một obitan sp2 lai. Các điện tử pi obitan phân bố ngang qua cấu trúc lục giác của nguyên tử cacbon góp phần vào tính dẫn điện của graphit. Trong một tấm graphit định hướng, suất dẫn điện theo hướng song song với các tấm này lớn hơn so với suất dẫn điện theo hướng vuông góc với chúng.
Các thuộc tính âm học và nhiệt học của graphit là không đẳng hướng, vì các phonon lan truyền rất nhanh dọc theo các mặt phẳng liên kết chặt chẽ, nhưng lại chậm hơn khi lan truyền từ một mặt phẳng sang mặt phẳng khác.
II .ứng dụng của than chì
Trong thực tiễn, người ta sử dụng than chì vào các lĩnh vực:
– Chế tạo vật liệu chịu lửa: than chì được dùng làm lò nấu chảy kim loại, khuôn đúc, gạch chịu lửa cacbon – magie… Than chì có được ứng dụng này là do nó rất khó cháy.
– Sản xuất pin: than chì được sử dụng làm anot của một số loại pin như pin khô Leclanche ( pin con thỏ), pin liti – ion (pin điện thoại)
– Sản xuất chất bôi trơn, dầu nhớt: than chì là chất bôi trơn trong một số ổ trục, được bổ sung vào dầu nhớt để hạn chế quá trình mài mòn động cơ
– Sản xuất bút chì: Ruột bút chì (loại thường) trong sản xuất công nghiệp thường được tạo ra bằng hỗn hợp than chì và đất sét mịn trộn với nước để tạo các sợi ruột chì dài. Các sợi ruột chì này được nhúng vào dầu hoặc sáp và đổ vào nửa phần vỏ bút có tạo rãnh. Sau đó, nửa phần vỏ bút còn lại được gắn lên trên và ép lại. Sau đó, cây chì dài này được sơn lại và cắt ra thành từng đoạn bút chì để bán.
– Trong kỹ thuật điện hạt nhân: than chì được dùng làm vỏ bọc và các thanh điều khiển trong lò phản ứng hạt nhân
Công dụng được biết đến nhiều nhất của than chì là làm ruột các loại bút chì (không liên quan gì về mặt hóa học với chì kim loại).
Ruột bút chì có thành phần than chì
Không giống như kim cương, graphit là một chất dẫn điện và có nhiều ứng dụng liên quan, ví dụ như là vật liệu chế tạo các điện cực của đèn hồ quang, điện cực của pin, acquy… Than chì còn có các ứng dụng trong sản xuất thép, vật liệu composite, vật liệu chịu lửa…
Graphit thông thường không được sử dụng trong dạng nguyên chất như là vật liệu có cấu trúc (ngoại trừ RCC) vì tính dễ vỡ của nó, nhưng các thuộc tính cơ học của các composit sợi cacbon và gang đúc xám chịu ảnh hưởng rất mạnh của graphit trong chúng.
Graphit cũng được sử dụng như là vỏ bọc (khuôn) và phần điều tiết trong các lò phản ứng nguyên tử. Thuộc tính cho neutron đi qua rất ít theo mặt cắt ngang làm cho nó cũng được sử dụng trong các lò phản ứng hạt nhân.
Sự liên kết lỏng lẻo giữa các tấm trong graphit đóng góp vào một ứng dụng quan trọng trong công nghiệp khác – bột graphit được sử dụng như chất bôi trơn dạng khô. Các nghiên cứu gần đây cho rằng hiệu ứng gọi là siêu nhớt có thể cũng được tính cho ứng dụng này.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét