Than Chì. Công Dụng Của Than Chì Là Gì ?

Than chì hay còn gọi là Graphit có rất nhiều cách sử dụng trái ngược nhau. Là một dạng thù hình của cacbon và một trong những khoáng chất mềm nhất thế giới, các ứng dụng của nó từ dụng cụ viết đến chất bôi trơn. Nó có thể được chế tạo thành một hình trụ graphene dày một nguyên tử, là vật liệu siêu bền được sử dụng trong thiết bị thể thao. Graphit có thể hoạt động như kim loại và dẫn điện nhưng cũng như một phi kim chịu được nhiệt độ cao.

Thuộc tính

Các khoáng chất tự nhiên chứa graphit bao gồm: thạch anh, calcit, mica, thiên thạch chứa sắt và tuamalin.

Các đặc trưng khác: các lớp mỏng graphit dẻo nhưng không đàn hồi, khoáng chất này có thể để lại dấu vết màu đen trên tay, giấy và nhiều bề mặt khác, dẫn điện và có độ nhớt cao. Xem Thù hình của cacbon để so sánh với kim cương.

Các kích thước của một đơn vị tinh thể là a = b = 245,6 picômét, c = 669,4 pm. Độ dài liên kết cacbon-cacbon là 141,8 pm, và khoảng cách giữa các lớp là c/2 = 334,7 pm.

Nguồn: wikipedia

Cấu trúc tinh thể

Graphit xuất hiện tự nhiên dưới dạng mảnh và mạch trong các vết nứt đá hoặc ở dạng cục vô định hình.

Cấu trúc tinh thể cơ bản của than chì là một tấm phẳng gồm các nguyên tử cacbon liên kết chặt chẽ trong các ô hình lục giác. Được gọi là graphene, những tấm này xếp chồng lên nhau để tạo ra khối lượng, nhưng liên kết dọc giữa các tấm rất yếu. Điểm yếu của các liên kết dọc này cho phép các tấm có thể phân cắt và trượt qua nhau.

Tuy nhiên, nếu một tấm graphene được căn chỉnh và cuộn theo chiều ngang, vật liệu tạo ra sẽ cứng hơn thép 100 lần.

Ứng dụng của than chì

Dùng làm bút viết 

Các lõi bút chì “chì” được làm bằng hỗn hợp đất sét và than chì. Các mảnh graphite được phân cắt lỏng lẻo đánh dấu giấy và đất sét đóng vai trò như một vật liệu kết dính. Hàm lượng than chì trong lõi càng cao, bút chì càng mềm và dấu vết của nó càng đậm.

Việc sử dụng than chì làm vật đánh dấu có từ thế kỷ 16 ở miền bắc nước Anh, nơi truyền thuyết địa phương kể rằng những người chăn cừu đã sử dụng một mỏ than chì mới được phát hiện để đánh dấu cừu.

Pin Lithium-Ion

Pin lithium-ion có cực âm liti và cực dương bằng than chì. Khi pin sạc, các ion lithium tích điện dương trong chất điện phân – dung dịch muối lithium – tích tụ xung quanh cực dương graphit. Cực dương lithium sẽ tạo ra pin mạnh hơn, nhưng lithium sẽ nở ra đáng kể khi được sạc. Theo thời gian, bề mặt của catốt lithium bị nứt, khiến các ion lithium thoát ra ngoài. Những thứ này đến lượt mình lại hình thành các sợi mọc được gọi là đuôi gai trong một quá trình có thể làm ngắn mạch pin.

Công nghệ Graphene

Các tấm graphene cuộn đơn nhẹ hơn 10 lần cũng như cứng hơn 100 lần so với thép. Một tấm cuộn như vậy còn được gọi là graphene, và dẫn xuất này của than chì là vật liệu được xác định là mạnh nhất thế giới và đã được sử dụng để chế tạo thiết bị thể thao siêu bền, nhẹ.

Độ dẫn điện cao, khả năng hấp thụ ánh sáng thấp và khả năng chống hóa chất khiến nó trở thành vật liệu lý tưởng cho các ứng dụng trong tương lai, bao gồm cả trong cấy ghép y tế như tim nhân tạo, thiết bị điện tử linh hoạt và các bộ phận máy bay.

Dầu nhờn và vật liệu chịu lửa

Graphit phản ứng với hơi nước trong khí quyển để tạo ra một lớp màng mỏng trên bất kỳ bề mặt lân cận nào và làm giảm ma sát giữa chúng. Nó tạo thành một hệ thống treo trong dầu và làm giảm ma sát giữa hai bộ phận chuyển động. Graphite hoạt động theo cách này như một chất bôi trơn lên đến nhiệt độ 787 độ C (1.450 độ F) và như một vật liệu chống co ở nhiệt độ lên đến 1.315 độ C (2.399 độ F).

Graphit là vật liệu chịu lửa phổ biến vì nó chịu được nhiệt độ cao mà không bị thay đổi về mặt hóa học. Nó được sử dụng trong các quy trình sản xuất khác nhau, từ luyện thép và thủy tinh đến chế biến sắt. Nó cũng là một chất thay thế amiăng trong lót phanh ô tô.