Anvendelser av kulstoffmaterialer i elektrisk teknikk
Karbon, i ulike former og i kombinasjon med andre materialer, brukes vidt i elektrisk teknikk. Elektriske karbonmaterialer produseres fra grafit og andre former for karbon.
Karbon har følgende anvendelser i Elektrisk teknikk–
For å lage filamenter til glødelamper
For å lage elektriske kontakter
For å lage motstandere
For å lage pensler for elektriske maskiner som DC-maskiner, alternatorer.
For å lage battericellelementer
For å lage karbonelektroder for elektriske ovner
Buebelysning og svelelektroder
For å lage komponenter for vakuumventiler og -rør
For å lage deler for telekommunikasjonutstyr.
Bruk av karbon for å lage filamenter til glødelamper
Karbon brukes i et inert gassmedium for å lage filamenter for glødelamper. Spesifikk motstand til karbon er omtrent 1000-7000 µΩ-cm, og smeltepunktet er omtrent 3500oC. Dette gjør det egnet for å lage filamenter til glødelamper. Kommerciell effektivitet for karbonfilamentlamper er 4,5 lumen per watt eller 3,5 watt per svake styrke. Karbon har en mørkende effekt i glødelamper. For å unngå denne mørkningen av pærer, er arbeidstemperaturen begrenset til opptil 1800oC.
Bruk av karbon for å lage elektriske kontakter
Karbon brukes som fiber dannet ved pyrolyse av polymerer. Karbonfiber viser usædvanlig mekanisk styrke under spenningsbelastning. Disse karbonfiberne brukes for å øke den mekaniske styrken av elektriske kontakter som er utsatt for kompressive eller spenningslast under drift. Disse karbonfiberne reduserer også slitasje og tear på elektriske kontakter. I tillegg bidrar karbon, som er en leder av strøm, til å formindske kontaktmotstanden.
Bruk av karbon for å lage motstandere
Høy spesifikk motstand, høyt smeltepunkt og lav temperaturkoeffisient for motstand, gjør karbon egnet for produksjon av motstandere. Motstandere laget av karbon brukes vidt i elektroniske kretser.
Bruk av karbon for å lage pensler for elektriske DC-maskiner og alternatorer
Grafitkarbon er veldig egnet for å lage pensler for store DC-maskiner og alternatorer. Pensler laget av grafitkarbon har følgende fordeler –
Pensler av grafitkarbon har høy kontaktmotstand. Denne høye motstanden hjelper til å forbedre kommutering.
Høy termisk stabilitet – noe som gjør dem egnet for å tåle høye temperaturer utviklet av friksjon under drift av roterende maskiner.
Selvsmøring mellom statiske pensler og roterende kommutatorer eller slipringe. Dette reduserer slitasjen av kommutatorer eller slipringe.
Bruk av karbon for å lage elementer for tørre celler
Karbon er et viktig element i konstruksjonen av tørre celler. Karbon brukes for å lage elektroder for sinkkarbonbatterier (tørre celler). Karbonelektroden fungerer som positiv pol i batterier. I tørre celler er karbon et inert materiale som ikke deltar i elektrokjemiske reaksjoner som foregår i tørre celler.
Bruk av karbonelektroder for elektriske ovner
Grafitkarbon brukes vidt for å produsere elektroder for elektriske bugeovner. I elektriske bugeovner som brukes for stålproduksjon er driftstemperaturen på omtrent 2760oC. Grafitkarbon er det eneste kommersielt tilgjengelige materialet som har høy nivå av elektrisk ledeevne og evne til å tåle slik høy temperatur. Dette gjør det egnet for å lage elektroder for elektriske bugeovner.
Bruk av grafitkarbon for buebelysning og svelelektroder
Grafitkarbon brukes også vidt for å produsere elektroder for buebelysning og svelling. Som nevnt ovenfor, har grafitkarbon høy nivå av elektrisk ledeevne og evne til å tåle høye temperaturer under buebelysning og svelling. Dette gjør det egnet for å lage elektroder for buebelysning og svelling.
Bruk av karbon som komponent i vakuumventiler og -rør
I vakuumventiler og -rør brukes karbon for belagelse av katode og gitter for å beskytte mot mekanisk deformering som oppstår ved svært høye temperaturer under drift av vakuumventiler og -rør. I høyeffektsapplikasjoner må anoden som brukes i vakuumventiler og -rør, være i stand til å tåle høy driftstemperatur og være i stand til å spre vekk varmen som produseres. For dette formålet er karbon svært egnet for å lage anoder for vakuumventiler
