استخدامات الكربون في الصناعة
يُعتبر عنصر الكربون من أبرز العناصر المتوفرة في قشرة الأرض، حيث يوجد في شكل مركبات كيميائية وعضوية مثل كربونات الكالسيوم التي تسهم في بناء هياكل الكائنات البحرية، إضافةً إلى الفحم الذي يُعد نوعًا من الوقود الأحفوري وأنواع مختلفة من الصخور. تُشكل السلاسل الكربونية الأساس لتحضير العديد من المركبات العضوية، مثل النفط ومشتقاته والجزيئات الغذائية. كما يدخل الكربون النشط في مجموعة واسعة من الصناعات الهامة، بما في ذلك:
- يُستخدم الجرافيت المُصنع من الكربون في تصنيع المحركات الكهربائية وأجهزة التنفس الصناعي وأقلام الرصاص.
- تُستخدم ألياف الكربون خفيفة الوزن في صناعة الطائرات والصواريخ والسكك الحديدية والأدوات الرياضية.
- يتم استخدام الكربون في إنتاج ألواح الجرافيت الرقيقة المستخدمة داخل الأجهزة الإلكترونية.
- يدخل النوع غير النقي من الكربون، الموجود في الأخشاب والفحم، في صناعات الحديد لصهر المعادن.
- يستخدم حجر الماس الذي يتكون من الكربون في عمليات التصنيع.
- يدخل الكربون في صناعة الدهانات، والأحبار، والبطاريات، والإطارات المطاطية.
استخدامات الجرافيت في الصناعة
يتم إنتاج الجرافيت، وهو شكل من أشكال الكربون، نتيجة تعرض مكوناته لدرجات حرارة وضغط عالٍ عند تشكيله. يُعرف أيضًا بالكربون البلوري، ومن أهم ميزاته سهولة استخدامه وتشكيله في مختلف الصناعات، إضافةً إلى موصليته الجيدة للحرارة والكهرباء. يعتبر الجرافيت من المعادن غير النشطة كيميائيًا خلال التفاعلات. من أبرز استعمالاته الصناعية:
صناعة مواد التشحيم
يدخل الجرافيت في إنتاج مواد التشحيم من خلال تفاعله مع بخار الماء لتكوين طبقة رقيقة تقلل الاحتكاك في مكابح السيارات. يُستعمل أيضًا في إعداد الدهانات الزيتية المقاومة للماء لطلاء الأثاث والألواح الخشبية.
صناعة الأقطاب الكهربائية
تدخل مادة الجرافيت في تصنيع الأقطاب الكهربائية المستخدمة في البطاريات وأقطاب الخلايا الكهروكيميائية، كما تُستخدم في صناعة بطاريات الليثيوم القابلة لإعادة الشحن. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامها في المفاعلات النووية كمواد مثبتة للحد من حركة النيوترونات خلال التفاعلات النووية.
استخدام الماس في الصناعة
يُعتبر الماس أحد أشكال الكربون المتاحة في الطبيعة، ولا يقتصر استخدامه على صناعة المجوهرات فحسب، بل يتمتع بخصائص تجعله مثاليًا للأغراض الصناعية نظرًا لصلابته وقوته وقدرته على تحمل الضغط بفضل الروابط الكيميائية القوية بين ذرات الكربون. يتميز أيضًا بموصليته الجيدة للحرارة ومقاومته للعوامل الكيميائية. من بين استخداماته الصناعية:
أداة للقطع
يستخدم الماس الصناعي، الذي يتميز بصلابته العالية، في تصنيع شفرات أدوات القطع مثل المناشير وآلات الحفر والعجلات المستخدمة في طحن الصخور وتحويلها إلى مسحوق ناعم. يجب الإشارة إلى أن الماس الصناعي يختلف عن الطبيعي من حيث تكلفة الاستخدام.
صناعة الأجهزة
يُدخل الماس في تصنيع بعض الأجزاء المستخدمة في الأجهزة مثل التي تُستخدم في تصوير الأشعة السينية وأجهزة الليزر، نظرًا لمقاومته للتلف والتآكل وقدرته على توصيل الطاقة الحرارية ومتانته العالية.
