ผงกราไฟท์เป็นวัสดุผงละเอียดชนิดหนึ่งที่ทำจากคาร์บอนหลังจากไพโรไลซิสหรือคาร์บอไนเซชันที่อุณหภูมิสูง และส่วนประกอบหลักคือคาร์บอน ผงกราไฟท์มีโครงสร้างเป็นชั้นๆ ที่เป็นเอกลักษณ์ ซึ่งเป็นสีเทาดำหรือสีดำอ่อน น้ำหนักโมเลกุลของมันคือ 12.011
ลักษณะของผงกราไฟท์สามารถสรุปได้ดังนี้
1. การนำไฟฟ้าสูงและการนำความร้อน: ผงกราไฟท์เป็นวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและการนำความร้อนที่ดีโดยมีค่าการนำความร้อนและการนำความร้อนสูง สาเหตุหลักมาจากการจัดเรียงที่แน่นหนาและโครงสร้างชั้นของอะตอมคาร์บอนในกราไฟท์ ซึ่งทำให้อิเล็กตรอนและความร้อนนำไฟฟ้าได้ง่าย
2. ความเฉื่อยทางเคมีที่ดี: ผงกราไฟท์มีเสถียรภาพทางเคมีและความเฉื่อยที่ดีภายใต้สภาวะปกติ และไม่ทำปฏิกิริยากับสารส่วนใหญ่ นี่คือสาเหตุที่ผงกราไฟท์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านวัสดุอิเล็กทรอนิกส์และเคมี การป้องกันการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูง ฯลฯ
3. มีความแข็งแรงเชิงกล: เมื่อเทียบกับวัสดุนาโนอื่น ๆ ผงกราไฟท์มีความต้านทานต่อแรงกระแทก ความต้านทานการอัดขึ้นรูป และความต้านทานการแตกร้าวสูงกว่า ซึ่งสามารถเพิ่มคุณสมบัติทางกลของวัสดุได้ในระดับหนึ่ง
วิธีการเตรียมผงกราไฟท์มีหลายวิธี และวิธีการทั่วไปมีดังนี้:
1. ไพโรไลซิสที่อุณหภูมิสูง: ให้ความร้อนกราไฟท์ธรรมชาติหรือผลึกกราไฟท์สังเคราะห์ทางเคมีที่อุณหภูมิสูง (สูงกว่า 2,000 ℃) เพื่อสลายให้เป็นผงกราไฟท์
2. วิธีคาร์บอไนเซชันที่อุณหภูมิสูง: ผงกราไฟท์ได้มาจากปฏิกิริยาทางเคมีของกราไฟท์กับวัตถุดิบที่มีโครงสร้างเป็นชั้นคล้ายกับกราไฟท์ ตามวัตถุดิบที่แตกต่างกัน มันสามารถแบ่งออกเป็นวิธีการเตรียมต่าง ๆ เช่นการสะสมไอสารเคมีไอ ไพโรไลซิส และคาร์บอไนเซชัน
3. วิธีการทางกล: ผ่านการบดทางกลและการคัดกรอง กราไฟท์ธรรมชาติหรือกราไฟท์สังเคราะห์จะถูกประมวลผลเพื่อให้ได้ผงกราไฟท์
วิธีการเตรียมที่แตกต่างกันมีผลกระทบต่อคุณภาพ ความบริสุทธิ์ และสัณฐานวิทยาของผงกราไฟท์ที่แตกต่างกัน ในการใช้งานจริง จำเป็นต้องเลือกวิธีการเตรียมการที่เหมาะสมตามความต้องการที่แตกต่างกัน
1. วัสดุอิเล็กทรอนิกส์และเคมี: ผงกราไฟท์สามารถเตรียมเป็นคอมโพสิตโพลีเมอร์นำความร้อนและนำไฟฟ้าได้ ซึ่งใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ แบตเตอรี่ หมึกนำไฟฟ้า และสาขาอื่น ๆ ตัวอย่างเช่น ในวัสดุอิเล็กโทรด ผงกราไฟท์สามารถเพิ่มการนำไฟฟ้าของวัสดุ ปรับปรุงประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้าของอิเล็กโทรด และยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่
2. วัสดุเคลือบ: ผงกราไฟท์สามารถใช้ในการเตรียมสารเคลือบต่างๆ เช่น เคลือบป้องกันการกัดกร่อน เคลือบการนำความร้อน เคลือบป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้า ฯลฯ ในด้านรถยนต์ เครื่องบิน การก่อสร้าง ฯลฯ การเคลือบที่เตรียมไว้ ด้วยผงกราไฟท์สามารถปรับปรุงความต้านทานอัลตราไวโอเลตและความต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุได้
3. ตัวเร่งปฏิกิริยา: ผงกราไฟท์สามารถใช้ในการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยา และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ การผลิตทางเคมี และสาขาอื่น ๆ ตัวอย่างเช่น ในการไฮโดรจิเนชันของน้ำมันพืช ผงกราไฟท์หลังการบำบัดสามารถใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการปรับปรุงการเลือกสรรและผลผลิตของปฏิกิริยา
4. วัสดุเซรามิก: ในการเตรียมวัสดุเซรามิก ผงกราไฟท์สามารถปรับปรุงความแข็งแรงเชิงกลและคุณสมบัติอื่น ๆ ผ่านการเสริมความแข็งแกร่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเซอร์เมตและเซรามิกที่มีรูพรุน ผงกราไฟท์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย