تسمه گرافیت خالص

تسمه گرافیت خالص چیست؟

تسمه گرافیت خالص  را می توان در طول های  50 ، 80 ، 100 و 120 متر موجود است ، تسمه  گرافیتی خالص  دارای یک ساختار انعطاف پذیر بوده که برای استفاده به عنوان پرکننده برای واشر اسپیرال ، پمپ های درجا و پکینگ های درزگیری ، مواد روبرو برای واشرهای کام پروفیل و واشرهای فلزی و پرکننده مناسب است . همچنین از این محصول در ساخت حلقه های پکینگ گرافیتی استفاده می شود .

این نوار به علت انعطاف پذیری بسیار بالا و مناسبی که دارد تحت عنوان نوار انعطاف پذیر نیز شناخته می شود . علت انعطاف پذیری بالای آن نیز وجود تسمه گرافیت خالص در ساختار آن است . البته خلوص های مختلفی از محصولات گرافیت وجود دارد اما هر چه گرافیت استفاده شده در ساختار این نوع محصولات بیشتر باشد سبک تر بوده و برای صنایع هسته ای و هوا فضا بیشتر استفاده می شود .

انواع شکل های مختلف تسمه گرافیت خالص:

نوع صاف یا ساده ، نوع راه راه یا کنگره دار ، نوع چسبدار و نوع بدون چسب که هر یک مزایای خود را دارند . نوع چسبدار این محصول نصب و اتصال آن را تسهیل می کند . 

چسبی که در یک سمت این نوار استفاده می شود معمولا یک چسب سیلیکونی و خنثی می باشد تا تحت تاثیر محیطی که استفاده می شود دچار واکنش شیمیایی نشود . همچنین چسب سیلیکونی این مزیت را دارد که تحت تاثیر دماهای بالا تغییر ماهیت ندهد .

ماهیت اصلی این تسمه از جنس گرافیت می باشد . گرافیت ماده ای است که تنها از کربن ساخته شده است . وجود کربن در ساختار آن باعث ساختار نرم آن شده است . گرافیت که از زمان های بسیار دور توسط یونانیان باستان کشف شده بود  برای ابزاری برای نوشتن استفاده می شده و لفظ گرافیت هم در زبان یونانی به معنی نوشتن می باشد .

صد ها سال بعد ، دانشمندان با بررسی هایی که انجام دادند متوجه شدند ساختار مولکولی گرافیت به گونه ای است که صفحات طویل کربنی با پیوندی سست – از نوع واندروالسی – بر روی یک دیگر قرار گرفته اند که کشیدن آن بر روی یک سطح باعث لغزیدن این صفحات بر روی یک دیگر می شود .

در واقع علت سیاع شدن دست در هنگام لمس این محصول نیز همین امر می باشد . از طفی این ویژگی باعث شده خاصیت خود روان کنندگی به گرافیت بدهد .

بنابراین زمانی که از این محصول به عنوان یک واشر یا درزگیر استفاده می شود ، خاصیت خود روان کنندگی آن باعث فرسودگی دیر هنگام آن ، عدم ساییدگی و نتیجه عمر طولانی تر آن می شود .

در واقع گرافیت نوعی کربن نرم و کریستالی است . از دیگر آلوتروپ های دیگر گرافیت می توان به الماس و فولرن ها ("buckyballs") اشاره کرد . از ویژگی های ظاهری گرافیت میتوان به رنگ آن اشاره کرد که رنگ آن خاکستری تا سیاه ، مات است و درخشش فلزی دارد .

انعطاف پذیر است اما لاستیک نیست . گرافیت به طور طبیعی در سنگ های دگرگونی مانند سنگ مرمر ، شیست و گیبس تشکیل می شود که نیاز به جداسازی و خالص سازی دارد .

این ماده دارای یک سری ویژگی های مربوط به فلزات و غیر فلزات را به صورت همزان از خود به نمایش می گذارد که باعث می شود در بسیاری از کاربردهای صنعتی مناسب باشد . از جمله خصوصیات فلزی این ماده می توان به هدایت حرارتی و الکتریکی اشاره کرد . از خواص غیر فلزی آن نیز میتوان به بی ثباتی ، مقاومت حرارتی بالا و خاصیت خود روانکاری کنندگی آن اشاره کرد .

این ویژگی ها باعث شده از گرافیت به عنوان در روان کننده های درجه حرارت بالا ، تهیه برس برای موتورهای الکتریکی ، مواد ضد سایش و سلولهای باتری ها و سلول های سوختی اشاره کرد .

برای تبدیل گرافیت خاص به نوار گرافیت معمولا فرایند پیچیده ای باید طی شود . در ابتدا سنگ های گرافیت از اطراف کوه های آتش فشانی جمع آوری شده و طی فرایند لیچینگ ، خالص سازی می شود . برای تهیه این ماده به صورت سنتزی از سه پیش ماده استفاده می شود که شامل : قیر ، الیاف فایبر و الیاف آکریلو نیتریل می باشد .

از جمله مشخصه های ارزشمند نوار گرافیت میتوان به تحمل حرارتی آن اشاره کرد . به گونه ای که در محیط های اکسید کننده و در معرض هوا از دمایی حدود 240- درجه سانتی گراد تا 510 درجه سانتی گراد را تحمل می کند . همچنین در محیط های نیمه اکسید کننده مقاومت حرارتی 240- درجه سانتی گراد تا 850 درجه سانتی گراد می باشد . و در محیط های بدون اکسید کننده تا 3000 درجه سانتی گراد بدون هیچ گونه تغییری در ماهیت آن ، می تواند مورد استفاده قرار بگیرد .

هدایت حرارتی این نوار حدود w/m.K 140 می باشد که به میزان درجه خلوص گرافیت استفاده شده در آن بستگی دارد . در واقع ضریب هدایت حرارتی فاکتوری است که نشان دهنده میزان گرمایی که است که ماده در واحد زمان و در ضخامت مشخصی می تواند از خود عبور دهد . هر چه این عدد بزرگتر باشد به معنی توانایی بالاتر ماده در عبور حرارت است .

به عنوان مثال برای مس خالص به عنوان یکی از فلزاتی که بیشترین ضریب هدایت حرارتی را دارد این ضریب حدود 380 می باشد و برای چوب پنبه حدود 0.04 است . پس ضریب 140 برای گرافیت یک ضریب قابل توجه و توانایی چشمگیر محسوب می شود .

الیاف به کار رفته در ساختار تسمه گرافیتی یک ماده ناهمسانگرد محسوب می شود و مدول عرضی آن به میزان زیادی کمتر از مدول طولی آن است . درنتیجه به موجب این امر الیاف تشکیل دهنده این ماده از خستگی و مقاومت خزش بسیار بالایی برخوردار است . از آنجا که با افزایش مدول ، مقاومت کششی آن کاهش می یابد ، فشار آن در هنگام پارگی نیز بسیار پایین تر خواهد بود .

این شکنندگی مواد در مدول بالاتر ، در جزئیات اتصالات و اتصال آنها بسیار مهم است که این موضوع باعث می شود میزان فشار بالایی را تحمل کند . در نتیجه این توجیه علمی ، نوار های کامپوزیت کربن با اتصال چسب موثر هستند و اتصال دهنده های مکانیکی را از بین می برد .

از جمله کاربرد های تسمه گرافیتی خالص می توان به استفاده از آن به عنوان واشرهای form-in-place یا واشرهایی که در هنگام نصب فرم دهی می شوند اشاره کرد  همچنین می توان از آن به عنوان عایق بندی دسته شیر ها و عایق بندی جعبه ابزار پمپ ها اشاره کرد که وجود چسب در یک سمت آن موجب فیکس شدن آن در موضع می شود، مهر و موم نخ یا سایر مهر و موم / واشر به صورت نامنظم استفاده شود .

کاربرد تسمه گرافیت خالص:

از جمله کاربردهای این محصول می توان علاوه بر ساخت انواع واشر ، درزگیر ، آستر مقاوم در برابر حرارت و مواد شیمیای به این موارد نیز اشاره کرد : درزگیر رسانا حرارتی ؛ سد حرارتی ؛ محافظ و واشر ، EMI (تداخل الکترومغناطیسی) ، جلوگیری از اتلاف گرما ، سنجش فشار ، میرایی لرزش ، درزگیری پمپ پلاسما (SPS) و سایر کاربردهای حرارتی ، الکترونیکی یا الکتروشیمیایی .

نوار گرافیتی انعطاف پذیر بخصوص در واشرهای مسطح و به عنوان یک لایه محافظ بیرونی ، برای واشرهای کامپروفیل  استفاده می شود و در فرآیندهای دمای بالا به عنوان  سپر گرما ، آستر رهاسازی ، آستر محافظ و مانع انتشار دما مورد استفاده قرار می گیرد .

تسمه گرافیکی خالص عمدتاً برای درزگیری دسته ی شیر ها یا پمپ دریچه ها یا برای پر کردن واشرهای اسپیرال و واشر پلاستیکی و فلزی استفاده می شوند . تسمه گرافیکی خالص به صورت ساده و یا در نسخه خزنده تولید می شوند . نوع ساده نیز برای تولید حلقه های واشر با چگالی بالا ، با استفاده از پرس های ویژه استفاده می شود .

نوع کنگره دار این نوار به لطف خاصیت انعطاف پذیری بالا و ساختار تراکم بالا ، عمدتاً برای نگهداری "در محل" مورد استفاده قرار می گیرد ، به عنوان یک واشر درزگیر خود مدل ساز ، آن را بطور مستقیم روی ساقه شافت شیر یا پمپ می پیچید .

ویژگی تسمه گرافیت خالص:

گرافیت یکی مواد بسیار مقاوم در برابر درجه حرارت و مواد شیمیایی می باشد این موضوع باعث کاربرد گسترده آن در صنعت عایق به شکل های مختلف شده است . به طوری که میتوان از گرافیت به صورت نخ ، پارچه ، نوار و سایل شکل ها می توان استفاده کرد . مقاومت شیمیایی گرافیت به گونه ای است که از pH=1 تا pH=14 را به راحتی تحمل می کند .

این نوار دارای طبیعت انعطاف پذیر است و سازگاری زیادی بسیاری از محیط های صنعتی دارد . مقاومت در برابر مواد شیمیایی به گونه ای است که با بیشتر مواد شیمیایی خورنده سازگار است .

مقاوم در برابر حرارت و شعله و حرارت مستقیم به طوری که دامنه حرارتی استفاده از این نوار 250- درجه سانتی گراد (418- درجه فارنهایت) تا تقریباً. 3000 درجه سانتی گراد (5432 درجه فارنهایت) بسته به شرایط نصب و راه اندازی ، می باشد .

رسانای حرارتی خوبی دارد

رسانای الکتریکی عالی دارد به طوری که از این نوار در سنسور های رسانا نیز استفاده می شود .

عدم فرسودگی و دارای عمر طولانی

ثبات طولانی مدت تراکم پذیری و بازیابی در طیف وسیعی از دما

نفوذپذیری کم در برابر گازها و مایعات

اتصال دهنده در آن وجود ندارد که عدم وجود اتصال دهنده به معنای فرسودگی زود هنگام آن نیست

مقاومت بالا در برابر نفوذ اشعه  دارد .

به راحتی قابل فشار دادن ، برش دادن و پانچ کردن هستند .

با استفاده از ابزارآلات دقیق صنعتی و CNC به صورت نوار ها با عرض های مورد نیاز برش داده می شود

نوارهای گرافیتی را می توان به صورت ساده یا راه راه تهیه کرد و هر دو نوع این نوار می توانند از به صورت یک رو چسبدار باشند .
منابع : 

http://www.flexiblegraphite.net/

http://www.jxseal.com/product/gs-c/

https://news.thomasnet.com/fullstory/flexible-graphite-tape-has-various-uses-453384

https://www.sglcarbon.com/en/markets-solutions/material/sigraflex-flexible-graphite-foil-and-tapes/

http://armaninsulation.com/technical.php?i=9

https://minseal.com/flexible-graphite/crinkled-graphite-tape/