¿Qué es el grafito? Propiedades y funciones del grafito
¿Qué es el grafito? Principales propiedades del grafito
1, resistencia a altas temperaturas: el punto de fusión del grafito es de 3850 ± 50 grados, el punto de ebullición es de 4250 grados, incluso si el arco de temperatura ultra alta se quema, la pérdida de peso es muy pequeña, el coeficiente de expansión térmica también es muy pequeño . La resistencia del grafito se fortalece con el aumento de la temperatura y la resistencia del grafito se duplica a 2000 grados.
2, conductividad eléctrica y térmica: la conductividad eléctrica del grafito es cien veces mayor que la de los minerales no metálicos en general. Conductividad térmica que el acero, hierro, plomo y otros materiales metálicos. La conductividad térmica disminuye al aumentar la temperatura e incluso a temperaturas extremadamente altas el grafito se vuelve adiabático. El grafito puede conducir electricidad porque cada átomo de carbono del grafito forma sólo tres enlaces covalentes con otros átomos de carbono, y cada átomo de carbono aún retiene un electrón libre para transferir carga.
3, lubricidad: el rendimiento de lubricación del grafito depende del tamaño de las escamas de grafito, cuanto más grandes son las escamas, menor es el coeficiente de fricción y mejor es el rendimiento de la lubricación.
4, estabilidad química: el grafito tiene buena estabilidad química a temperatura ambiente, puede resistir la corrosión ácida, alcalina y de solventes orgánicos.
5, plasticidad: la tenacidad del grafito es buena, se puede enrollar en una lámina muy delgada.
6, resistencia al choque térmico: el grafito puede soportar cambios drásticos de temperatura cuando se usa a temperatura ambiente sin sufrir daños, cuando la temperatura cambia, el volumen de grafito no cambia mucho, no producirá grietas.
Ventajas del grafito
(1) Velocidad de procesamiento más rápida: en circunstancias normales, la velocidad de procesamiento mecánico del grafito puede ser 2-5 veces más rápida que la del cobre; La velocidad de procesamiento de la descarga es 2-3 veces más rápida que la del cobre y el material no es fácil de deformar: tiene ventajas obvias en el procesamiento de electrodos de nervaduras delgadas; El punto de reblandecimiento del cobre es de aproximadamente 1000 grados, por lo que es fácil deformarlo con el calor; La temperatura de sublimación del grafito es de 3650 grados; El coeficiente de expansión térmica es sólo 1/30 del cobre.
(2) Peso más liviano: la densidad del grafito es solo 1/5 de la del cobre, y la carga de la máquina herramienta (EDM) se puede reducir efectivamente cuando se descarga el electrodo grande. Es más adecuado para la aplicación de moldes grandes.
(3) Menor consumo de vertidos; Debido a que el aceite de chispa también contiene átomos de C, durante el procesamiento de descarga, la alta temperatura hace que los átomos de C en el aceite de chispa se descompongan y se forme una película protectora en la superficie del electrodo de grafito, lo que compensa la pérdida de electrodo de grafito.
(4) Sin rebabas; Una vez procesado el electrodo de cobre, es necesario recortarlo manualmente para eliminar las rebabas, mientras que el grafito se procesa sin rebabas, lo que ahorra muchos costos y facilita la automatización de la producción.
(5) El grafito es más fácil de esmerilar y pulir; Debido a que la resistencia al corte del grafito es sólo 1/5 de la del cobre, es más fácil de esmerilar y pulir a mano.
(6) Costos de materiales más bajos y precios más estables; Debido al aumento de los precios del cobre en los últimos años, el precio del grafito isotrópico es ahora más bajo que el del cobre; con el mismo volumen, el precio de los productos de grafito universal del carbono es entre un 30% y un 60% más bajo que el del cobre, y el El precio es más estable y la fluctuación del precio a corto plazo es muy pequeña. Es esta ventaja incomparable la que ha hecho que el grafito haya reemplazado gradualmente al cobre como material elegido para los electrodos de electroerosión.
El papel principal del grafito.
1, como material refractario: el grafito y sus productos tienen resistencia a altas temperaturas y propiedades de alta resistencia; en la industria metalúrgica se utiliza principalmente para fabricar crisoles de grafito; en la fabricación de acero, el grafito se usa comúnmente como agente protector de lingotes y revestimientos de hornos metalúrgicos.
crisol de grafito
2, como material conductor: utilizado en la industria eléctrica para fabricar electrodos, cepillos, varillas de carbono, tubos de carbono, positivos de mercurio, arandelas de grafito, piezas de teléfonos y revestimiento de tubos de imagen de TV.
Arandela de grafito
3, para materiales lubricantes resistentes al desgaste: el grafito se utiliza a menudo como lubricante en la industria de maquinaria. El aceite lubricante a menudo no se puede usar en condiciones de alta velocidad, alta temperatura y alta presión, y los materiales resistentes al desgaste de grafito se pueden usar a 200-2000 grados a una velocidad de deslizamiento muy alta, sin aceite lubricante. Muchos equipos de transporte de medios corrosivos, materiales de grafito ampliamente utilizados hechos de copas de pistón, sellos y cojinetes, no necesitan agregar aceite lubricante cuando están en funcionamiento. La leche de grafito también es un buen lubricante para muchos procesos de procesamiento de metales (trefilado de alambre, trefilado de tubos).
Copa de pistón de grafito, anillo de sellado, etc.
4, el grafito tiene buena estabilidad química. Después de un procesamiento especial del grafito, con resistencia a la corrosión, buena conductividad térmica y baja permeabilidad, se usa ampliamente en la producción de intercambiadores de calor, tanques de reacción, condensadores, torres de combustión, torres de absorción, refrigeradores, calentadores, filtros y equipos de bombas. Ampliamente utilizado en petroquímica, hidrometalurgia, producción de ácidos y álcalis, fibras sintéticas, papel y otros sectores industriales, puede ahorrar una gran cantidad de materiales metálicos.
Material de grafito para el tanque de reacción.
5, para fundición, lijado, prensado y materiales metalúrgicos de alta temperatura: debido al pequeño coeficiente de expansión térmica del grafito y a la capacidad de cambiar el frío y el calor, se puede utilizar como molde de fundición de vidrio, el uso de grafito después del El tamaño de la fundición de metal negro es preciso, el rendimiento de la superficie lisa es alto, se puede utilizar sin procesar o ligeramente procesado, ahorrando así una gran cantidad de metal. La producción de carburo de tungsteno y otros procesos de pulvimetalurgia, generalmente hechos de materiales de grafito para prensado y sinterización de embarcaciones de porcelana. El procesamiento del crisol de crecimiento de cristales de silicio monocristalino, el recipiente de refinación regional, el soporte de fijación, el calentador de inducción, etc., son inseparables del grafito de alta pureza. Además, el grafito también se puede utilizar como placa y base de aislamiento de grafito para fundición al vacío, tubo de horno, varilla, placa, rejilla y otros componentes de horno de resistencia a altas temperaturas.
6, utilizado en la industria de la energía atómica y la industria de defensa: el grafito tiene un buen moderador de neutrones utilizado en reactores atómicos, el reactor de grafito de uranio es un reactor atómico más utilizado. Como material de potencia para la desaceleración del reactor de energía atómica debe tener un alto punto de fusión, estabilidad y resistencia a la corrosión, el grafito puede cumplir plenamente los requisitos anteriores. La pureza del grafito utilizado en los reactores atómicos es muy alta y el contenido de impurezas no debe exceder las decenas de PPM. En particular, el contenido de boro debe ser inferior a 0.5PPM. En la industria de defensa, el grafito también se utiliza para fabricar boquillas para cohetes de combustible sólido, conos de nariz para misiles, piezas para equipos de navegación espacial, aislamiento térmico y materiales de protección radiológica.
7, el grafito también puede prevenir las incrustaciones de la caldera, las pruebas unitarias relevantes muestran que agregar una cierta cantidad de polvo de grafito en agua (aproximadamente 4-5 gramos por tonelada de agua) puede prevenir las incrustaciones en la superficie de la caldera. Además, el grafito aplicado a chimeneas metálicas, techos, puentes y tuberías puede ser anticorrosivo y antioxidante.
8, el grafito se puede utilizar como mina de lápiz, pigmento y agente de pulido. Tras un procesamiento especial del grafito, se pueden fabricar diversos materiales especiales para sectores industriales relevantes.
9, electrodo, el grafito puede reemplazar al cobre como electrodo. En la década de 1960, el cobre se utilizaba ampliamente como material para electrodos, con una tasa de uso de aproximadamente el 90%, y el grafito era sólo de aproximadamente el 10%; En el siglo XXI, cada vez más usuarios comenzaron a elegir el grafito como material de electrodo; en Europa, más del 90% del material de los electrodos es grafito. El cobre, que alguna vez fue el material de electrodo dominante, casi ha perdido su ventaja sobre el grafito. ¿Qué causó este cambio dramático? Por supuesto, muchas ventajas de los electrodos de grafito.
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