Электроникийн хэрэглээнд графит хэрэглэх нь

Графит нь чухал бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс дулааныг тараах эсвэл дамжуулахын зэрэгцээ цахилгаан дамжуулах өвөрмөц чадвар нь хагас дамжуулагч, цахилгаан мотор, тэр ч байтугай орчин үеийн батерей үйлдвэрлэх зэрэг электроникийн хэрэглээнд маш сайн материал болгодог.

1. Нанотехнологи ба хагас дамжуулагч Төхөөрөмж болон электроникууд улам бүр жижигрэхийн хэрээр нүүрстөрөгчийн нано хоолойнууд хэвийн үзэгдэл болж, нанотехнологи ба хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн ирээдүй болох нь батлагдаж байна.

Графеныг эрдэмтэд, инженерүүд атомын түвшинд нэг давхарга графит гэж нэрлэдэг бөгөөд эдгээр нимгэн графен давхаргыг хуйлаад нано хоолойд ашиглаж байна. Энэ нь гайхалтай цахилгаан дамжуулах чанар болон материалын онцгой бат бөх, хатуулагтай холбоотой байх магадлалтай.

Өнөөгийн нүүрстөрөгчийн нано хоолойнууд нь 132,000,000:1 хүртэлх урт-диаметрийн харьцаатайгаар бүтээгдсэн бөгөөд энэ нь бусад материалаас хамаагүй том юм. Хагас дамжуулагчийн ертөнцөд харьцангуй шинэ хэвээр байгаа нанотехнологид ашиглагдахаас гадна ихэнх бал чулуу үйлдвэрлэгчид хагас дамжуулагчийн салбарт зориулж тодорхой төрлийн бал чулууг хэдэн арван жилийн турш үйлдвэрлэж байгааг тэмдэглэх нь зүйтэй.

2. Цахилгаан мотор, генератор ба генератор

Нүүрстөрөгчийн бал чулуун материалыг цахилгаан мотор, генератор, генераторт нүүрстөрөгчийн багс хэлбэрээр байнга ашигладаг. Энэ тохиолдолд "сойз" гэдэг нь хөдөлгөөнгүй утас болон хөдөлж буй эд ангийн хослолын хооронд гүйдэл дамжуулдаг төхөөрөмж бөгөөд ихэвчлэн эргэлдэгч босоо аманд байрладаг.

Hb8d067c726794547870c67ee495b48ael.jpg_350x350

3. Ионы суулгац

Графитыг одоо электроникийн салбарт илүү олон давтамжтайгаар ашиглаж байна. Үүнийг ионы суулгац, термопар, цахилгаан унтраалга, конденсатор, транзистор, батерей зэрэгт ашиглаж байна.

Ионы суулгац гэдэг нь тодорхой материалын ионууд цахилгаан орон дээр хурдасч, өөр материал руу нөлөөлж, нэвчилт хийх нэг хэлбэр юм. Энэ нь орчин үеийн компьютеруудад зориулсан микрочип үйлдвэрлэхэд ашигладаг үндсэн процессуудын нэг бөгөөд бал чулуун атомууд нь ихэвчлэн эдгээр цахиур дээр суурилсан микрочипүүдэд шингээгддэг атомуудын нэг төрөл юм.

Графит нь микрочип үйлдвэрлэхэд онцгой үүрэг гүйцэтгэдэгээс гадна графит дээр суурилсан инновацийг уламжлалт конденсатор болон транзисторыг орлоход ашиглаж байна. Зарим судлаачдын үзэж байгаагаар графен нь цахиурын бүрэн хувилбар байж болох юм. Энэ нь хамгийн жижиг цахиурын транзистороос 100 дахин нимгэн, цахилгааныг илүү үр ашигтай дамжуулдаг бөгөөд квант тооцоололд маш их хэрэгтэй байж болох чамин шинж чанартай. Графеныг орчин үеийн конденсаторуудад ч ашиглаж ирсэн. Үнэндээ графен суперконденсаторууд нь уламжлалт конденсаторуудаас 20 дахин хүчтэй (20 Вт/см3 ялгаруулдаг) бөгөөд өнөөгийн өндөр хүчин чадалтай лити-ион батерейгаас 3 дахин хүчтэй байж магадгүй юм.

4. Батерейнууд

Батерейны тухайд (хуурай элемент болон лити-ион) нүүрстөрөгч болон бал чулуун материалууд энд чухал үүрэг гүйцэтгэсэн. Уламжлалт хуурай элементийн хувьд (бидний радио, гар чийдэн, удирдлага, цаганд ихэвчлэн ашигладаг батерей) металл электрод эсвэл бал чулуун саваа (катод) нь чийгтэй электролитийн зуурмагаар хүрээлэгдсэн бөгөөд хоёулаа металл цилиндр дотор савлагдсан байдаг.

Өнөөгийн орчин үеийн лити-ион батерейнууд нь графитыг анод болгон ашиглаж байна. Хуучин лити-ион батерейнууд нь уламжлалт графит материалыг ашигладаг байсан боловч графен улам бүр түгээмэл болж байгаа тул одоо графен анодыг ашиглаж байна - голчлон хоёр шалтгааны улмаас; 1. графен анод нь энергийг илүү сайн барьдаг ба 2. энэ нь уламжлалт лити-ион батерейгаас 10 дахин хурдан цэнэглэх хугацааг амлаж байна.

Цэнэглэдэг лити-ион батерейнууд өнөө үед улам бүр түгээмэл болж байна. Эдгээрийг одоо гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл, зөөврийн электроник, зөөврийн компьютер, ухаалаг утас, эрлийз цахилгаан машин, цэргийн тээврийн хэрэгсэл, мөн сансрын хөлөгт ихэвчлэн ашигладаг.


Нийтэлсэн цаг: 2021 оны 3-р сарын 15