¿Cuáles son los usos de los productos de grafito procesados a partir de materiales de grafito?
El grafito tiene muchos usos industriales, como resistencia a altas temperaturas, fuerte conductividad eléctrica, resistencia a ácidos y álcalis, resistencia a la corrosión y resistencia al desgaste. Hoy Jiecheng Graphite le explicará estas propiedades físicas del grafito y sus aplicaciones específicas
1. Los materiales conductores se funden con hornos de arco eléctrico u hornos eléctricos sumergidos para fundir diversos aceros aleados, ferroaleaciones o producir carburo de calcio (calcio). carburo), cuando se usa fósforo amarillo, se introduce una fuerte corriente eléctrica en el área de fusión del horno eléctrico a través de un electrodo de carbón (o un electrodo autococido continuamente, es decir, pasta de electrodo) o un electrodo grafitado para generar un arco, que convierte la energía eléctrica en energía térmica, y la temperatura se eleva a aproximadamente 2000 °C, logrando así los requisitos de fundición o reacción. El magnesio, el aluminio y el sodio metálicos generalmente se producen mediante electrólisis de sales fundidas. En este momento, el material conductor del ánodo de la celda electrolítica utiliza electrodos grafitizados o electrodos autococidos continuos (pasta de ánodo, a veces ánodos precocidos). La temperatura a la que se disuelve la sal fundida es generalmente inferior a 1000°C. Los electrodos grafitados se utilizan generalmente como materiales conductores de ánodo en celdas electrolíticas de solución salina que producen soda cáustica (hidróxido de sodio) y cloro. El material conductor del cabezal del horno utilizado en la producción de esmeril (carburo de silicio) también utiliza electrodos grafitizados. Los productos de carbono y grafito se utilizan ampliamente como materiales conductores en la industria de fabricación de electrodos como anillos colectores y cepillos. Además, también se utilizan como barras de carbono en baterías secas, barras de carbono para reflectores o arcos, ánodos en rectificadores de mercurio, etc.
2. Materiales refractarios Dado que los productos de carbono y grafito pueden soportar altas temperaturas y tienen buena resistencia a las altas temperaturas y a la corrosión, muchos revestimientos de hornos metalúrgicos se pueden construir con bloques de carbono, como la parte inferior del hierro. horno de fabricación, solera y solera, revestimiento de horno de ferroaleaciones y horno de carburo de calcio, fondo y lados de celda electrolítica de aluminio. Muchos crisoles utilizados para fundir metales preciosos y metales raros, y los crisoles de grafito utilizados para fundir vidrio de cuarzo, etc., también están hechos de piezas en bruto grafitizadas. Los productos de carbono y grafito utilizados como materiales refractarios generalmente no deben usarse en atmósferas oxidantes. Porque tanto el carbono como el grafito se eliminan rápidamente bajo la alta temperatura de la atmósfera oxidante.
3. Los materiales resistentes a la corrosión son materiales de grafito impregnados con resina orgánica o resina inorgánica. Tienen las características de buena resistencia a la corrosión, buena conductividad térmica y baja permeabilidad. grafito. Es ampliamente utilizado en la producción de diversos intercambiadores de calor, tanques de reacción, condensadores, torres de combustión, torres de absorción, refrigeradores, filtros, bombas y otros equipos. Es ampliamente utilizado en refinación de petróleo, industria petroquímica, hidrometalurgia, producción de ácidos y álcalis. La fibra sintética, el papel y otros sectores industriales pueden ahorrar una gran cantidad de acero inoxidable y otros materiales metálicos. La producción de grafito impermeable se ha convertido en una rama importante de la industria del carbono.
4. Materiales lubricantes y resistentes al desgaste Además de una alta estabilidad química, los materiales de carbono y grafito también tienen buenas propiedades lubricantes. En condiciones de alta velocidad, alta temperatura y alta presión, a menudo es imposible utilizar aceite lubricante para mejorar la resistencia al desgaste de las piezas deslizantes. Los materiales de grafito resistentes al desgaste pueden funcionar en medios corrosivos a temperaturas de -200°C a 2000°C y a altas velocidades de deslizamiento (hasta 100 m/s) sin aceite lubricante. Por lo tanto, muchos compresores y bombas que transportan medios corrosivos utilizan ampliamente anillos de pistón, anillos de sellado y cojinetes hechos de materiales de grafito. Funcionan sin lubricante. Este tipo de material resistente al desgaste está hecho de materiales ordinarios de carbono o grafito impregnados con resina orgánica o materiales metálicos líquidos. La emulsión de grafito también es un buen lubricante para muchos procesos de procesamiento de metales (trefilado de alambre, trefilado de tubos, etc.).
5. Los materiales estructurales para la metalurgia de alta temperatura y la producción de materiales ultrapuros. Crisoles de crecimiento de cristales, recipientes de refinación regionales, soportes, accesorios, calentadores de inducción, etc., utilizados para producir silicio monocristalino, se procesan con Materiales de grafito de alta pureza. Las placas y bases aislantes de grafito utilizadas en la fundición al vacío, hornos de resistencia a altas temperaturas, tubos, varillas, placas, rejillas y otros componentes de hornos de resistencia a altas temperaturas también están hechos de materiales de grafito. 6. Uso como moldes de fundición y moldes de estampado. Los materiales de carbono y grafito tienen pequeños coeficientes de expansión térmica y buena resistencia al enfriamiento y calentamiento rápidos, por lo que pueden usarse como moldes de fundición para cristalería y moldes de fundición para metales ferrosos, metales no ferrosos o metales raros. Las piezas fundidas obtenidas a partir de moldes de grafito tienen dimensiones precisas y superficies lisas, y pueden usarse directamente sin procesamiento o con solo un ligero procesamiento, ahorrando así una gran cantidad de metal. En los procesos de pulvimetalurgia, como la producción de carburo cementado (como el carburo de tungsteno), los materiales de grafito se suelen utilizar para procesar moldes y embarcaciones para la sinterización.
7. Uso en la industria de la energía atómica y la industria militar. El grafito se utilizó por primera vez en reactores atómicos como material de desaceleración debido a sus buenas propiedades de desaceleración de neutrones. El reactor de uranio-grafito es uno de los reactores atómicos más comunes en la actualidad. El material de grafito utilizado en los reactores atómicos debe tener una pureza extremadamente alta y el contenido de impurezas no debe exceder decenas de ppm, especialmente el contenido de elemento boro debe ser inferior a 0,5 ppm. Para reducir el contenido de impurezas en el grafito, se introduce gas de purificación halógeno durante el proceso de grafitización. Algunos grafitos especialmente tratados (como los materiales resistentes a altas temperaturas infiltrados en la superficie del grafito), el grafito recristalizado y el grafito pirolítico tienen una mejor estabilidad a temperaturas extremadamente altas y una mayor relación resistencia-peso. Por lo tanto, se pueden utilizar para fabricar boquillas de cohetes de combustible sólido, conos de nariz de misiles y partes de equipos aeroespaciales.
Debido a su estructura especial, el grafito tiene las siguientes propiedades especiales:
1) Resistencia a altas temperaturas: el punto de fusión del grafito es 3850 ± 50 ℃ y el punto de ebullición es 4250 ℃ Incluso después de temperaturas ultraaltas durante la combustión del arco, la pérdida de peso es muy pequeña y el coeficiente de expansión térmica también es muy pequeño. La resistencia del grafito aumenta a medida que aumenta la temperatura. A 2000°C, la resistencia del grafito se duplica.
2) Conductividad eléctrica y conductividad térmica: La conductividad eléctrica del grafito es cien veces mayor que la de los minerales no metálicos ordinarios. La conductividad térmica supera la del acero, el hierro, el plomo y otros materiales metálicos. La conductividad térmica disminuye al aumentar la temperatura e incluso a temperaturas extremadamente altas el grafito se convierte en un aislante térmico. El grafito puede conducir electricidad porque cada átomo de carbono en el grafito solo forma 3 enlaces de valencia positivos con otros átomos de carbono, y cada átomo de carbono aún retiene 1 electrón libre para transmitir la carga.