Grafiet se unieke vermoë om elektrisiteit te gelei terwyl dit hitte van kritieke komponente afvoer of oordra, maak dit 'n uitstekende materiaal vir elektroniese toepassings, insluitend halfgeleiers, elektriese motors en selfs die produksie van moderne batterye.
Grafeen is wat wetenskaplikes en ingenieurs 'n enkele laag grafiet op atoomvlak noem, en hierdie dun lae grafeen word opgerol en in nanobuise gebruik. Dit is waarskynlik te danke aan die indrukwekkende elektriese geleidingsvermoë en die materiaal se uitsonderlike sterkte en styfheid.
Vandag se koolstof-nanobuise word vervaardig met 'n lengte-tot-deursnee-verhouding van tot 132 000 000:1, wat aansienlik groter is as enige ander materiaal. Behalwe dat dit in nanotegnologie gebruik word, wat nog redelik nuut is in die wêreld van halfgeleiers, moet daarop gelet word dat die meeste grafietvervaardigers al dekades lank spesifieke grade grafiet vir die halfgeleierbedryf vervaardig.
2. Elektriese Motors, Generators en Alternators
Koolstofgrafietmateriaal word ook gereeld in elektriese motors, kragopwekkers en alternators gebruik in die vorm van koolstofborsels. In hierdie geval is 'n "borsel" 'n toestel wat stroom tussen stilstaande drade en 'n kombinasie van bewegende dele gelei, en dit word gewoonlik in 'n roterende as gehuisves.
3. Iooninplanting
Grafiet word nou meer gereeld in die elektroniese industrie gebruik. Dit word ook gebruik in iooninplanting, termokoppels, elektriese skakelaars, kapasitors, transistors en batterye.
Iooninplanting is 'n ingenieursproses waar ione van 'n spesifieke materiaal in 'n elektriese veld versnel word en as 'n vorm van impregnasie in 'n ander materiaal ingeprop word. Dit is een van die fundamentele prosesse wat gebruik word in die produksie van mikroskyfies vir ons moderne rekenaars, en grafietatome is tipies een van die tipes atome wat in hierdie silikon-gebaseerde mikroskyfies ingespuit word.
Behalwe vir grafiet se unieke rol in die produksie van mikroskyfies, word grafietgebaseerde innovasies nou ook gebruik om tradisionele kapasitors en transistors te vervang. Volgens sommige navorsers kan grafeen 'n moontlike alternatief vir silikon wees. Dit is 100 keer dunner as die kleinste silikontransistor, gelei elektrisiteit baie meer doeltreffend en het eksotiese eienskappe wat baie nuttig in kwantumrekenaars kan wees. Grafeen is ook al in moderne kapasitors gebruik. Trouens, grafeen-superkapasitors is vermoedelik 20 keer kragtiger as tradisionele kapasitors (wat 20 W/cm3 vrystel), en hulle kan 3 keer sterker wees as vandag se hoë-aangedrewe litium-ioon batterye.
4. Batterye
Wat batterye (droësel en litium-ioon) betref, was koolstof- en grafietmateriale ook hier instrumenteel. In die geval van 'n tradisionele droëselbattery (die batterye wat ons dikwels in ons radio's, flitse, afstandbeheerders en horlosies gebruik), word 'n metaalelektrode of grafietstaaf (die katode) omring deur 'n klam elektrolietpasta, en albei word in 'n metaalsilinder ingekapsuleer.
Vandag se moderne litiumioonbatterye gebruik ook grafiet – as 'n anode. Ouer litiumioonbatterye het tradisionele grafietmateriale gebruik, maar nou dat grafeen meer geredelik beskikbaar word, word grafeenanodes nou eerder gebruik – hoofsaaklik om twee redes; 1. grafeenanodes hou energie beter vas en 2. dit belowe 'n laaityd wat 10 keer vinniger is as 'n tradisionele litiumioonbattery.
Herlaaibare litium-ioonbatterye word deesdae al hoe meer gewild. Hulle word nou dikwels gebruik in ons huishoudelike toestelle, draagbare elektronika, skootrekenaars, slimfone, hibriede elektriese motors, militêre voertuie en ook in lugvaarttoepassings.
Plasingstyd: 15 Maart 2021