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–

1. For å lage filamenter til glødelamper

2. For å lage elektriske kontakter

3. For å lage motstandere

4. For å lage pensler for elektriske maskiner som DC-maskiner, alternatorer.

5. For å lage battericellelementer

6. For å lage karbonelektroder for elektriske ovner

7. Buebelysning og svelelektroder

8. For å lage komponenter for vakuumventiler og -rør

9. 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