Sisältö
Termeistä grafiitti ja hiilikuitu on tullut jossain määrin keskenään vaihdettavia. Lyijykynässä oleva grafiitti ja tennismailassa oleva grafiitti eivät tietenkään ole samaa materiaalia. Materiaali, joka muodostaa vahvan mailan, on todella valmistettu hiilikuiduista. Sekä grafiitti että hiilikuitut ovat hiilipohjaisia; erot ovat prosessissa, joka tuottaa lopputuotetta.
hiili
Eteläisen Mississippin yliopiston polymeeritieteiden laitoksen artikkelin mukaan grafiitti on puhdasta hiiltä, jonka atomit on järjestetty isoihin kuusikulmaisten renkaiden levyihin. Artikkelissa verrataan niitä kanalankoon. Hiilikuidut eroavat toisistaan siinä, että ne ovat polymeeri, joka on eräänlainen grafiitti. Polymeeri on hiiliatomien ketju, joka on kytketty toisiinsa. Polymeerin täytyy olla läpikäynyt prosessin tullakseen hiilikuituksi, joka tekee siitä erilaisen kuin grafiitti.
muutos
Sen pitkän hiiliatomien ketjun muuttaminen hiilikuiduiksi sisältää polymeerin venyttämisen. Hapetuskäsittely lämpötilassa 200-300 celsiusastetta aloittaa prosessin polymeeristä hiilikuituun. Sitten polymeeri kuumennetaan lämpötilaan, joka vaihtelee välillä 1 000 - 2 500 celsiusastetta. Tarkka lämmön määrä riippuu tiettyjen kuitujen käytöstä. Kuumennusprosessin aikana kuidut pelkistetään aineeksi, joka on noin 92 prosenttia hiiltä. Polymeeristä tulee hyvin ohut lämmön seurauksena, jolloin siitä tulee hiilikuitua. Jos prosessi jatkuu ja lämpö nousee yli 2500 astetta, polymeeristä tulee grafiitti hiilikuitun sijasta.
ominaisuudet
Bristolin yliopiston mukaan hiilikuitut ovat erittäin vahvat huolimatta niiden tiheyden puutteesta. Sekä grafiitti- että hiilikuitut ovat inerttejä ja reagoimattomia; tämä selittää, miksi lyijykynässä oleva grafiitti ei reagoi paperin kanssa, eikä tennismailojen hiilikuitut ole vuorovaikutuksessa mailan muiden komponenttien kanssa. Kuten Wisconsinsin yliopiston kemian laitos huomauttaa, hiilikuitut tekevät oikean materiaalin ligamentin korvaamiseen.
käyttötarkoitukset
Suurin ero grafiitin ja hiilikuitun välillä on se, että grafiitti hajoaa helposti, kun taas hiilikuitu on vahva. Tämä ero selittää, miksi grafiitti toimii hyvin lyijykynässä ja hiilikuitu toimii hyvin urheiluvälineissä, lentokoneissa ja avaruussukkulassa.