الغرافين وأسود الكربون كلاهما من أشكال الكربون، وكلاهما أسود، وكلاهما يُستخدم كإضافة. وهنا ينتهي التشابه تقريبًا. يفترض المشترون أحيانًا أن منتج «الغرافين» مجرد أسود كربون أفضل، أو أن الاثنين قابلان للتبادل. يشرح هذا المقال كيف يختلفان في البنية، وكيف يُصنع كل منهما، وفيمَ يُستخدم كل منهما، ولماذا لا يحتوي أي منتج من منتجات Graphene Integrations على أسود الكربون. ولمقارنة ذات صلة، راجع الغرافين مقابل الغرافيت.
البنية
الغرافين
الغرافين طبقة واحدة من ذرات الكربون مرتبة في شبكة سداسية مسطحة. وقد عُزل ووُصّف لأول مرة عام 2004 (Novoselov et al., Science). وفي الإضافات، يُستخدم على شكل رقائق رقيقة من طبقة واحدة إلى بضع طبقات، عريضة مقارنة بسماكتها.
أسود الكربون
يتكون أسود الكربون من جسيمات كربون دقيقة كروية تقريبًا ملتحمة في تكتلات تُسمى المجاميع. وداخل كل جسيم، تكون طبقات الكربون صغيرة وغير منتظمة مقارنة بالغرافين. ويُنتج بالحرق الجزئي أو التحلل الحراري للهيدروكربونات، مثل النفط أو الغاز، في ظروف مضبوطة.
الشكل يحدد السلوك
- رقائق مقابل كرات: رقائق الغرافين مسطحة وذات نسبة أبعاد عالية. أما مجاميع أسود الكربون فتكتلات ثلاثية الأبعاد.
- الحاجز: يمكن للرقائق المسطحة المستلقية في غشاء أو مصفوفة أن تطيل مسار الغازات والسوائل. والكرات تفعل ذلك بقدر أقل بكثير.
- الشبكات: يمكن لكليهما تكوين شبكات موصلة في البوليمرات. فالرقائق تتلامس على امتداد خطوط أو مساحات؛ أما الكرات فتتلامس في نقاط.
- المتانة: الغرافين من أقوى المواد التي قيست كصفيحة مفردة (Lee et al., Science, 2008).
فيمَ يُستخدم كل منهما
أسود الكربون مادة ناضجة تُنتج بكميات كبيرة. وهو مادة الحشو المقوية التقليدية في المطاط، وصبغة سوداء في الأحبار والطلاءات واللدائن، ومثبت للأشعة فوق البنفسجية، وإضافة موصلة في البطاريات. ويعني تاريخه الطويل وجود الكثير من المعرفة التركيبية حوله.
الغرافين أحدث. ويُدرس ويُستخدم كإضافة في مواد التشحيم والطلاءات والخرسانة والبوليمرات والمطاط وسوائل التبريد والبطاريات، حيث يُراد لشكله المسطح ومتانته وموصليته الحرارية أن تضيف شيئًا لا يضيفه أسود الكربون.
هل يمكن للغرافين أن يحل محل أسود الكربون؟
يُستخدمان معًا أحيانًا، وأحيانًا يكمّل الغرافين كمية مخفضة من أسود الكربون، وأحيانًا يؤديان وظائف مختلفة تمامًا. والإجابة تعتمد على التركيبة. لهذا تتحدث صفحات منتجاتنا عن تجارب مقارنة بخط الأساس لديك بدلًا من الاستبدال المباشر. وتشرح أدلتنا حول أقطاب البطاريات وتركيب المطاط كيفية إعداد هذه المقارنات.
لماذا لا تحتوي منتجاتنا على أسود الكربون
نصنع الغرافين بأنفسنا في Charlotte, NC، ولا نمزج أسود الكربون في تشتتاتنا. وهناك ثلاثة أسباب:
- الوضوح: عندما تختبر إضافتنا، فأنت تختبر الغرافين، لا خليطًا قد يأتي أثره من مادة حشو تقليدية.
- التوسيم الصادق: المنتج الذي يُسمى إضافة غرافين يجب أن يكون غرافينًا.
- حرية التركيب: إذا كنت تستخدم أسود الكربون بالفعل، فإنك تبقى المتحكم في كميته ودرجته.
وكل منتج كذلك patent pending (براءة اختراع قيد الإيداع)، ومصنوع في الولايات المتحدة، ويُورَّد ممزوجًا مسبقًا في وسط ناقل، ولا يُباع أبدًا كمسحوق.
كيف تتحقق مما تشتريه
- اسأل المورّد مباشرة عما إذا كان المنتج يحتوي على أسود الكربون أو الغرافيت.
- اطلب بيانات التوصيف، مثل أطياف رامان وعدد الطبقات. ويشرح مقالنا حول مواصفات جودة الغرافين معنى ذلك.
- أجرِ اختبار تطبيق مع خط أساس. فإذا بدت النتيجة مثل مادة الحشو الحالية لديك، فقد تكون كذلك.
التعامل والغبار
يُتعامل مع أسود الكربون عادةً كمسحوق ناعم أو كحبيبات، وهو معروف بالغبار والبقايا السوداء في المصانع. ويمكن أن تكون مساحيق الغرافين بالصعوبة نفسها. وهذا أحد أسباب عدم بيعنا الغرافين كمسحوق أبدًا. فكل منتج يُورَّد ممزوجًا مسبقًا في ماء أو مذيب أو راتنج أو زيت، فيُضاف مثل أي مكوّن سائل آخر. وبالنسبة لكثير من المصانع، هذا فرق عملي حقيقي بغض النظر عن الأداء.
اللون
كلتا المادتين سوداء وستُغمّق التركيبة. فإذا كان اللون جزءًا من مواصفاتك، فأدرجه في تجربتك. ويعتمد أثر الغرافين على الدرجة اللونية على نسبة التحميل والتشتت، تمامًا كما هو الحال مع أسود الكربون.
تصفح منتجات الغرافين لدينا، أو اقرأ عن إنتاجنا للغرافين، أو اطلب عرض سعر أو عينات أو نشرة فنية.
الأسئلة الشائعة
ما الفرق بين الغرافين وأسود الكربون؟
الغرافين صفيحة مسطحة من ذرات الكربون؛ أما أسود الكربون فتكتلات من جسيمات كربون دقيقة كروية تقريبًا. وتمنحهما أشكالهما خصائص مختلفة كإضافات.
هل تحتوي منتجات الغرافين لديكم على أسود الكربون؟
لا. لا يحتوي أي من منتجاتنا على أسود الكربون.
هل يمكن للغرافين أن يحل محل أسود الكربون؟
أحيانًا يكمّله أو يحل محله جزئيًا، وأحيانًا يؤدي وظيفة مختلفة. ويعتمد ذلك على التركيبة ويحتاج إلى تجربة.
كيف أتحقق من أن منتج الغرافين غرافين حقيقي؟
اطلب بيانات التوصيف مثل أطياف رامان وعدد الطبقات، وأجرِ اختبار تطبيق مقارنة بخط أساس.
هل الغرافين صبغة؟
هو أسود ويُغمّق المنتجات، لكننا نورّده كإضافة أداء لا كصبغة.
لماذا يهم أن تكون إضافة الغرافين خالية من أسود الكربون؟
عندما تختبرها، تأتي النتيجة من الغرافين، لا من مادة حشو تقليدية ممزوجة. كما أنها تُبقيك متحكمًا في أي أسود كربون في تركيبتك الخاصة.
اطلب عرض سعر أو عينات أو نشرة فنية
أخبرنا بمادتك، والخاصية التي ترغب في تحسينها، والوسط الناقل الذي تستخدمه (ماء أو مذيب أو راتنج أو زيت)، وكمياتك. الأسعار والعينات متاحة عبر عرض السعر فقط. اتصل على 704-659-3682 أو اطلب عرض سعر أو عينات أو نشرة فنية / صحيفة بيانات السلامة.
