Hiilimateriaalien sovellukset sähkötekniikassa
Hiili eri muodoissaan ja yhdistettynä muihin materiaaleihin on laajasti käytössä sähkötekniikassa. Sähköiset hiilimateriaalit valmistetaan grafiittista ja muista hiilen muodoista.
Hiili on seuraavia sovelluksia Sähkötekniikassa–
Valonlähteen filamentin valmistukseen lyhytkierron lampun
Sähköisten yhteyksien valmistukseen
Vastustimien valmistukseen vastustimet
Harmaiden valmistukseen sähköisiin koneisiin kuten DC-mahdin, vaihtokoneen.
Akku-elementtien valmistukseen
Sähköfurnuksen hiilelektrodeiden valmistukseen
Kaari-valojen ja hitauskoneiden elektrodeiden valmistukseen
Tyhjiöventtiilien ja -putkien komponenttien valmistukseen
Telekommunikaatiovarusteiden osien valmistukseen.
Hiilin käyttö lyhytkierron lampun filamentin valmistukseen
Hiili käytetään passiivisen kaasun keskustessa filamentin valmistukseen lyhytkierron lampulle. Vastuskyky hiilillä on noin 1000-7000 µΩ-cm ja sen sulamispiste on noin 3500oC. Tämä tekee siitä sopivan filamentin valmistukseen lyhytkierron lampuun. Kaupallinen tehokkuus hiilifilamenttiselle lampulle on 4.5 lumen per watti tai 3.5 wattia per kynttiläteho. Hiili aiheuttaa mustenemisen lyhytkierron lampussa. Estääkseen tämän mustenemisen, työlämpötila on rajoitettu 1800oC:aan.
Hiilin käyttö sähköisten yhteyksien valmistukseen
Hiili käytetään polymeerista pyrolyyttä putkihiilina. Hiiliputkit osoittavat poikkeuksellista mekaanista vahvuutta venymäkuormituksessa. Nämä hiiliputket käytetään lisäämään sähköisten yhteyksien mekaanista vahvuutta, jotka ovat alhaalla paineessa tai venymäkuormituksessa toiminnassa. Nämä hiiliputket myös vähentävät sähköisten yhteyksien kulutusta. Lisäksi hiili olevana johtimena sähköä, edistää virtaa, joka kulkee sähköisen yhteyden kautta, vähentäen yhteyden vastusta.
Hiilin käyttö vastustimien valmistukseen
Korkea vastuskyky, korkea sulamispiste ja pieni lämpötilakerroin vastukselle tekevät hiilistä sopivan vastustimien valmistukseen. Vastustimet, jotka on valmistettu hiilistä, ovat laajalti käytössä elektronisissa piireissä.
Hiilin käyttö harmaiden valmistukseen sähköisiin DC-mahdineihin ja vaihtokoneisiin
Grafiittihiili on hyvin sopiva harmaiden valmistukseen suurtehoisiin DC-mahdineihin ja vaihtokoneisiin. Grafiittihiilistä valmistetilla haimoilla on seuraavat etumat:
Grafiittihiilistä valmistetilla haimoilla on korkea yhteysvastus. Tämä korkea vastus auttaa parantamaan kommutointia.
Korkea lämpöstabiilisuus – mikä tekee niistä sopivia kestämään korkean lämpötilan, joka syntyy kitkasta kiertyvässä mahdin toiminnassa.
Omatuotanto paikoillaan olevien haimojen ja kiertyvän kommutaattorin tai liukujuovien välillä. Tämä vähentää kommutaattorin tai liukujuovien kulutusta.
Hiilin käyttö kuivien elementtien valmistukseen
Hiili on tärkeä elementti kuivien akkujen rakennuksessa. Hiiliä käytetään elektrodeina sinkki-hiiliakkuille (kuiville akkuille). Hiilelektrodi toimivat positiivisena napana akulla. Kuivissä akkuissa hiili on inertti materiaali, koska se ei osallistu sähkökemialliseen reaktioon, joka tapahtuu kuivissa akkuissa.
Hiilelektrodit sähköfurnuksissa
Grafiittihiiliä käytetään laajasti elektrodeina sähkökaariuunissa. Teräksen tuotannossa käytetyissä sähkökaariuunissa toimintalämpötila on noin 2760oC. Grafiittihiili on ainoa kaupallisesti saatavilla oleva materiaali, jolla on korkea taso sähköjohtavuudesta ja kyky kestää tällaisella korkealla lämpötilalla. Tämä tekee siitä sopivan elektrodeina sähkökaariuunissa.
Grafiittihiilin käyttö kaari-valojen ja hitauskoneiden elektrodeissa
Grafiittihiiliä käytetään laajasti elektrodeina kaari-valojen ja hitauskoneiden valmistukseen. Kuten yllä mainittiin, grafiittihiilillä on korkea taso sähköjohtavuudesta ja kyky kestää korkealla lämpötilalla kaari-valojen ja hitauskoneiden toiminnassa. Tämä tekee siitä sopivan elektrodeina kaari-valojen ja hitauskoneiden valmistukseen.
Hiilin käyttö tyhjiöventtiilien ja -putkien komponenttina
