Aplikace uhlíkových materiálů v elektrotechnice
Uhlík ve různých formách a v kombinaci s jinými materiály se široce používá v elektrotechnice. Elektrotechnické uhlíkové materiály se vyrábějí z grafitu a dalších forem uhlíku.
Uhlík má následující aplikace v elektrotechnice–
Pro výrobu filamentu žárovky
Pro výrobu elektrických kontaktů
Pro výrobu odporů
Pro výrobu čtverečků pro elektrické stroje, jako jsou stejnosměrné stroje, alternátory.
Pro výrobu prvků článků baterií
Pro výrobu uhlíkových elektrod pro elektrické peci
Elektrody pro obloukové osvětlení a svařování
Pro výrobu součástek pro vakuové ventilové a trubice
Pro výrobu dílů pro telekomunikační vybavení.
Použití uhlíku pro výrobu filamentu žárovky
Uhlík se používá v neaktivním plynovém prostředí pro výrobu filamentu pro žárovku. Specifický odpor uhlíku je asi 1000-7000 µΩ-cm a teplota tavení je asi 3500oC. To ho činí vhodným pro výrobu filamentu žárovky. Komerční efektivita uhlíkové žárovky je 4,5 lumenů na watt nebo 3,5 watty na svítivost. Uhlík má černící účinek v žárovce. Aby se tomuto černění zabránilo, je pracovní teplota omezena na 1800oC.
Použití uhlíku pro výrobu elektrických kontaktů
Uhlík se používá jako vlákno vyrobené z polymerů pyrolýzou. Uhlíková vlákna mají neobvyklou mechanickou sílu pod tahovým zatížením. Tato uhlíková vlákna se používají k zvýšení mechanické síly elektrických kontaktů, které jsou při provozu vystaveny tlakovému nebo tahovému zatížení. Tyto uhlíkové vlákna také snižují opotřebení a zchátrání elektrických kontaktů. Navíc, jelikož je uhlík vodičem elektrického proudu, přispívá ke snížení kontaktového odporu.
Použití uhlíku pro výrobu odporů
Vysoký specifický odpor, vysoká teplota tavení a nízký teplotní koeficient odporu činí uhlík vhodným pro výrobu odporů. Odporové prvky vyrobené z uhlíku se široce používají v elektronických obvodech.
Použití uhlíku pro výrobu čtverečků pro elektrické stejnosměrné stroje a alternátory
Grafitový uhlík je velmi vhodný pro výrobu čtverečků pro velké stejnosměrné stroje a alternátory. Čtverečky vyrobené z grafitového uhlíku mají následující výhody –
Čtverečky z grafitového uhlíku mají vysoký kontaktový odpor. Tento vysoký odpor čtverečků z grafitového uhlíku pomáhá zlepšit komutaci.
Vysoká tepelná stabilita – což je vhodné pro odolnost proti vysoké teplotě vyvinuté třením během provozu otáčivého stroje.
Samolubrikace mezi stacionárními čtverečky a otáčivým komutátorem nebo kluznými kroužky. Což snižuje opotřebení a zchátrání komutátoru nebo kluzných kroužků.
Použití uhlíku pro výrobu prvků suchých článků
Uhlík je důležitým prvkem konstrukce suchých článků. Uhlík se používá pro výrobu elektrod pro zink-uhlíkové baterie (suché články). Uhlíková elektroda funguje jako kladný pól baterie. V suchých článcích je uhlík inertním materiálem, protože se neúčastní elektrochemických reakcí probíhajících v suchých článcích.
Použití uhlíkových elektrod pro elektrické pece
Grafitový uhlík se široce používá pro výrobu elektrod pro elektrické obloukové pece. V elektrických obloukových pecích používaných pro výrobu oceli je operační teplota asi 2760oC. Grafitový uhlík je jediný komerčně dostupný materiál s vysokou úrovní elektrické vodivosti a schopností odolat tak vysoké teplotě. To ho činí vhodným pro výrobu elektrod pro elektrické obloukové pece.
Použití grafitového uhlíku pro elektrody obloukového osvětlení a svařování
Grafitový uhlík se také široce používá pro výrobu elektrod pro obloukové osvětlení a svařování. Jak bylo zmíněno výše, grafitový uhlík má vysokou úroveň elektrické vodivosti a schopnost odolat vysoké teplotě během obloukového osvětlení a svařování. To ho činí vhodným pro výrobu elektrod pro obloukové osvětlení a svařování.
