Графитните дискове са основен в многобройни индустриални и научни приложения, известни със своите забележителни свойства като висока топлопроводимост, химическа инертност и механична якост. Един въпрос, който често възниква в техническите дискусии, е дали графитните дискове имат висока повърхностна енергия. Като водещ доставчик на графитни дискове, аз се задълбочих в тази тема, за да ви осигуря цялостно разбиране.
Разбиране на повърхностната енергия
Повърхностната енергия е мярка за излишната енергия на повърхността на материал в сравнение с нейната едро. Това е основно свойство, което влияе върху широк спектър от явления, включително намокряне, адхезия и триене. Материалите с висока повърхностна енергия са склонни да си взаимодействат по -силно с други вещества, насърчавайки по -добро намокряне и адхезия. За разлика от тях, по -склонни е енергийните материали с ниска повърхност - да отблъснат течностите и да имат по -слаби взаимодействия с други повърхности.
Фактори, влияещи върху повърхностната енергия на графитните дискове
Кристална структура
Графитът има уникална слоеста структура, състояща се от шестоъгълни равнини на въглеродни атоми, държани заедно от слабите сили на ван дер Ваалс. Базалните равнини на графита имат сравнително ниска повърхностна енергия, тъй като въглеродните въглеродни връзки в равнините са не -полярни, а най -външните електрони са делокализирани. Това води до гладка, не -реактивна повърхност, която не взаимодейства лесно с други вещества.
Въпреки това, краищата на графитните слоеве, известни като призматичните равнини, имат по -висока повърхностна енергия. В краищата въглеродните атоми са по -реактивни поради наличието на висящи връзки. Тези висящи връзки могат да взаимодействат с други молекули, което води до повишена повърхностна активност.
Повърхностна обработка
Повърхностната енергия на графитните дискове може да бъде значително променена чрез повърхностна обработка. Например, окисляването може да въведе полярни функционални групи като хидроксил (-OH), карбонил (C = O) и карбоксилни (-COOH) групи на графитната повърхност. Тези функционални групи увеличават повърхностната енергия, като правят повърхността по -реактивна и хидрофилна.
От друга страна, покритието на графитния диск с нисък повърхностен енергиен материал като флуорополимер може да намали повърхностната му енергия. Това често се прави, за да се подобрят свойствата на нелепките на графитния диск, което го прави подходящ за приложения, където се изисква лесно освобождаване на материали.
Замърсяване
Замърсяването може също да повлияе на повърхностната енергия на графитните дискове. Адсорбцията на органични или неорганични замърсители върху графитната повърхност може или да увеличи или намали повърхностната енергия, в зависимост от естеството на замърсителите. Например, адсорбцията на полярните молекули може да увеличи повърхностната енергия, докато наличието на не -полярни въглеводороди може да го намали.
Измерване на повърхностната енергия на графитните дискове
Има няколко метода за измерване на повърхностната енергия на материалите, а най -често срещаният е измерване на ъгъла на контакт. Чрез измерване на контактния ъгъл между течна капчица и повърхността на графитния диск можем да изчислим повърхностната енергия с помощта на уравнението на младото - Dupré.
По принцип контактният ъгъл на вода върху чиста, нелекувана графитна базална равнина е сравнително голям, което показва ниска повърхностна енергия. Въпреки това, когато графитната повърхност се окислява или третира, ъгълът на контакт намалява, което предполага увеличаване на повърхностната енергия.
Последици от повърхностната енергия в приложенията
Смазване
При приложения за смазване често се предпочитат ниско -повърхностно -енергийни графитни дискове. Ниската повърхностна енергия намалява адхезията между графитния диск и чифтосването на повърхностите, като свежда до минимум триенето и износването. Това прави графитните дискове отличен избор за използване като лагери, уплътнения и смазочни материали във висока температура и среда с високо налягане.
Електрохимични приложения
В електрохимични приложения като батерии и горивни клетки, високата повърхностна енергия може да бъде от полза. Графитен диск с висока повърхност - енергия може да осигури по -добро намокряне на електролита, подобрявайки йонния транспорт и общата работа на устройството. Освен това, повишената повърхностна активност може да засили електрохимичните реакции, възникващи на повърхността на електрода.
Композитни материали
Когато се използва като пълнител в композитни материали, повърхностната енергия на графитните дискове играе решаваща роля за определяне на съвместимостта между графита и материала на матрицата. Графитен диск с висока повърхност може да образува по -силни връзки с матрицата, което води до подобрени механични свойства на композита.
Нашите графитни дискове и повърхностна енергия
Като доставчик на графитни дискове ние разбираме значението на повърхностната енергия в различни приложения. Ние предлагаме широка гама от графитни дискове с различни повърхностни енергии, за да отговорим на специфичните нужди на нашите клиенти.
Нашите стандартни графитни дискове имат сравнително ниска повърхностна енергия поради естествените свойства на графита. Тези дискове са идеални за приложения, при които се изискват ниско триене и свойства без пръчки, като например вГрафитен нагревателиГрафитни частипроизводство.
За клиентите, които се нуждаят от графитни дискове с висока повърхностна енергия, можем да осигурим повърхностно обработени дискове. Нашите процеси на окисляване и покритие могат точно да контролират повърхностната енергия на графитните дискове, като гарантират оптимални характеристики в приложения като електрохимични устройства и композитни материали.
Свържете се с нас за нуждите на вашия графитен диск
Ако сте на пазара за висококачествени графитни дискове, ние сме тук, за да помогнем. Независимо дали се нуждаете от дискове с висока или ниска повърхностна енергия, ние разполагаме с експертиза и ресурси, за да отговорим на вашите изисквания. Нашият екип от експерти може да ви предостави подробна техническа информация и насоки за избора на правилните графитни дискове за вашето приложение.
Ние също предлагаме услуги за персонализиране, което ви позволява да приспособите графитните дискове към вашите специфични нужди. От размер и форма до повърхностна обработка можем да работим с вас, за да създадем перфектното решение.
Не се колебайтеСвържете се с насЗа да започнете дискусия за вашите графитни дискови поръчки. Очакваме с нетърпение да си партнираме с вас, за да постигнете вашите цели.
ЛИТЕРАТУРА
- Adamson, Aw, & Gast, AP (1997). Физическа химия на повърхностите. John Wiley & Sons.
- Изралахвили, JN (2011). Междумолекулни и повърхностни сили. Академична преса.
- Li, X., & Huang, H. (2016). Повърхностна модификация на графит за електрохимични приложения. Списание за електроаналитична химия, 770, 12 - 20.