مواد کربنی چه موادی هستند

به مواد شیمیایی که حاوی مقادیر گوناگون کربن هستند ، ترکیبات کربن گفته میشود .

 

کربن 

 

کربن عنصری شیمیایی است که دراای عدد اتمی 6 و نماد شیمیایی C میباشد .  این عنصر، که در رده عناصر غیرفلزی جای دارد . ظرفیت این عنصر 4 میباشد یعنی میتواند با 4 عنصر دیگر واکنش دهد یا به عبارتی دیگر ، چهار الکترون در دسترس برای تشکیل پیوندهای شیمیایی کووالانسی دارد .

کربن از نظر فراوانی ، رتبه پانزدهم را در بین عناصر پوسته زمین دارد . فراوانی کربن، گوناگونی منحصر به فرد ترکیبات آلی ساخته شده از آن و توانایی تشکیل بسپار در دماهای متداول قابل دسترسی بر روی زمین، موجب می‌شود که این عنصر به‌عنوان عنصر مشترک در تمامی انواع شکل‌های شناخته شده از زندگی وجود داشته باشد.

 

 

 

ترکیبات کربن 

 

به مواد شیمیایی که حاوی مقادیر گوناگون کربن هستند ، ترکیبات کربن گفته میشود . در طبیعت ترکیبات کربن را نسبت به سایر عناصر مخصوصا هیدروژن بیشتر میتوان یافت کرد . در بین ترکیبات کربن نیز ، ترکیبات آلی کربن بسیار بیشتر از ترکیبات کربن معدنی یافت میشوند . 

 

 

 

 

 

 

ترکیبات آلی کربن 

 

کربن توانایی تشکیل زنجیرهای طولانی و متقاطع متشکل از پیوندهای کربن-کربن را دارا میباشد که به این خصلت آن کاتناسیون گفته می‌شود. از بین پیوندهای کربنی ، پیوندهای کربن-کربن پیوندهایی بسیار محکم و پایدار هستند و از طریق کاتناسیون این پیوندها می‌توانند ترکیبات کربنی بی‌شماری را تشکیل دهند .

 

 

 

ترکیبات معدنی کربن 

 

به‌صورت معمول، ترکیبات حاوی کربن که ترکیباتی معدنی تلقی می‌شوند ، فاقد پیوند کربن-کربن، کربن-هیدروژن و کربن-هالوژن هستند و در طبقه‌ای کاملاً جدا نسبت به ترکیبات آلی قرار می‌گیرند. البته تعریف ارائه شده کاملاً سخت‌گیرانه نیست و ممکن است طبقه‌بندی آلی و معدنی برای بعضی از ترکیبات بسته به دیدگاه یک پژوهشگر، کمی متفاوت باشد. یک دسته از ترکیبات کربنی معدنی، اکسیدهای ساده کربن هستند. برجسته‌ترین ترکیب از خانواده اکسیدهای کربنی، کربن دی‌اکسید است، مولکولی که در تاریخ گذشته زمین جزء اصلی جو زمین بوده‌است، اما امروزه تبدیل به جزئی ناچیز از آن شده‌است .

 

 

 

الیاف ساخته شده از کربن

 

الیاف ساخته شده از کربن الیافی میباشند که دارای قطر بین 5 الی 10 میکرومتر است و بیشتر از اتم های کربن ساخته شده است . این الیاف ها نسبت به سایر الیاف ها از قبیل الیاف های شیشه ای و پلاستیکی دارای قیمت بسیار بالاتری میباشند . الیاف های ساخته شده از کربن دارای ویژگی ها و مزایای بیسار زیادی میباشد که مهمترین آن ها عبارتند از : سفتی ، مقاومت فشاری و کششی بالا ، وزن کم ، تحمل دمایی نسبتا بالا ، انبساط حرارتی بسیار کم و مقاومت شیمیایی بسیار بالا . 

این خواص منحصر به فرد الیاف های کربنی سبب آن شده است که از این الیاف در صنایع گوناگون مانند هوافضا ، عمران ، صنایع موتور سازی و صنایع نظامی بسایر مورد استفاده قرار بگیرد . همچنین از این نوع الیاف میتوان در برخی لامپ های رشته ای استفاده کرد که در اثر کربن موجود و گرمای حاصل از کربن و الکتریسیته نور حاصل میشود . 

 

 

 

کاربردهای مواد کربنی 

 

مواد کربنی به دلیل داشتن خواص منحصر به فرد دارای کاربردهای گوناگونی میباشند . مهمترین این کاربردها به شرح زیر میباشند :

 

1.ذوب کردن انواع آهن آلات و کنترل میزان کربن موجود در فولاد

 

2.تولید انواع کاربیدهای فلزی

 

3.تولید زغال سنگ

 

4.تولید انواع ماسک های گازی 

 

5.تولید انواع فرآورده های نفتی

 

6.استفاده در رآکتورهای هسته ای و ژنراتورها

 

7.تولید انواع پارچه های طبیعی و مصنوعی

 

8.استفاده به عنوان روان کننده ها در موتورهای صنعتی به منظور تسهیل انجام کار

 

 

 

 

 

 

تولید زغال از مواد کربنی

 

زغال باقی مانده‌ای از کربن سیاه سبک است که به وسیله حرارت دادن زیاد چوب یا سایر مواد حیوانی و گیاهی تولید می‌شود. به طوری که تمام آب و سایر مواد سازنده فرار در این فرایند از بین می‌رود. این فرایند هنگام سوزاندن چوب در شومینه یا اجاق چوبی نیز اتفاق می‌افتد. شعله قابل مشاهده در آن حالت در واقع به دلیل سوختن مواد فرار ناشی از تبدیل چوب به زغال است.

زغال انواع مختلفی دارد و افزون بر نمونهٔ رایج آن می‌توان به کربن فعال، خشته و زغال قندی اشاره کرد. زغال قند از کربنی شدن شکر بدست می‌آید. با افزودن اسید به آن برای از بین بردن مواد معدنی خالص می‌شود و سپس برای مدت طولانی در جریان کلر می‌سوزد تا آخرین آثار هیدروژن در آن از بین برود. آنری مواسان در تلاش اولیه خود برای ساخت الماس مصنوعی از آن استفاده کرد .