ما هو الكربون الأسود؟

أسود الكربون مادة صناعية تستخدم في العديد من التطبيقات مثل تصنيع الإطارات وإنتاج حبر الطباعة وصياغة الطلاء. يتكون من جزيئات كروية صغيرة مصنوعة من الكربون ، بمتوسط حجم جسيمي أقل من ميكرون واحد. في هذه المقالة ، سوف نستكشف تركيبة الكربون الأسود وكيفية إنتاجه.

ما هو مصنوع من الكربون الأسود؟
أسود الكربون مصنوع من الكربون النقي. يتم إنتاجه عن طريق الاحتراق غير الكامل للهيدروكربونات مثل النفط والغاز الطبيعي في بيئة خاضعة للرقابة. تتضمن العملية إدخال خام التغذية الهيدروكربوني في الفرن ، حيث يتم حرقه في درجات حرارة عالية في وجود كمية محدودة من الأكسجين. ثم يتم جمع السخام الناتج وتنقيته ومعالجته إلى أسود الكربون.

تكوين الكربون الأسود
يتكون الكربون الأسود من جزيئات كروية صغيرة مع نسبة مساحة سطح إلى حجم عالية. تتكون الجزيئات في الغالب من الكربون ، ولكنها تحتوي أيضًا على كميات ضئيلة من العناصر الأخرى مثل الهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والكبريت. يختلف التركيب الدقيق لأسود الكربون اعتمادًا على طريقة الإنتاج ، ولكنه يحتوي عادةً على حوالي 981 طنًا مكعبًا من الكربون.
خصائص الكربون الأسود
يتميز أسود الكربون بخصائص فريدة تجعله مثاليًا لمجموعة كبيرة من التطبيقات. إنه موصل ممتاز للكهرباء ومقاوم للغاية للحرارة والمواد الكيميائية والأشعة فوق البنفسجية. كما أنه ممتص جيد للضوء ، مما يجعله مفيدًا كصبغة في تركيبات الحبر والطلاء. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي أسود الكربون على مساحة سطح عالية ، مما يجعله مادة ماصة فعالة للغازات والسوائل.

طرق إنتاج الكربون الأسود
هناك عدة طرق لإنتاج أسود الكربون ، لكن الطريقة الأكثر شيوعًا تُعرف بعملية أسود الفرن. تتضمن هذه الطريقة إدخال خام التغذية الهيدروكربوني في الفرن ، حيث يتم حرقه في وجود كمية محدودة من الأكسجين. ثم يتم جمع السخام الناتج وتنقيته. تتم معالجة السخام المنقى بعد ذلك لإنتاج درجات مختلفة من أسود الكربون ، اعتمادًا على التطبيق.
طريقة أخرى لإنتاج أسود الكربون هي عملية الأسود الحراري ، والتي تتضمن تسخين غاز الهيدروكربون في وجود محفز. تنتج هذه العملية درجة أدق من أسود الكربون بدرجة نقاء أعلى من عملية الفرن الأسود.

استخدامات الكربون الأسود
يستخدم أسود الكربون في مجموعة واسعة من التطبيقات ، بما في ذلك تصنيع الإطارات والمنتجات المطاطية والمنتجات البلاستيكية. كما أنها تستخدم كصبغة في أحبار الطباعة وتركيبات الطلاء ، وكممتاز في الأقنعة الغازية وفلاتر المياه. بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم أسود الكربون في إنتاج البطاريات والمكونات الإلكترونية وكعامل تقوية في الخرسانة.

باختصار ، أسود الكربون مادة صناعية متعددة الاستخدامات مصنوعة من الكربون النقي الذي ينتج عن الاحتراق غير الكامل للهيدروكربونات. تجعل خصائصه الفريدة مادة مثالية لمجموعة واسعة من التطبيقات ، بما في ذلك تصنيع الإطارات وإنتاج أحبار الطباعة وصياغة الطلاء. يختلف التركيب الدقيق لأسود الكربون اعتمادًا على طريقة الإنتاج ، ولكنه يحتوي عادةً على حوالي 981 طنًا مكعبًا من الكربون.