O grafite é um material não metálico, mas tem propriedades semelhantes às dos metais, como condutividade térmica e elétrica, e tem uma ampla gama de aplicações.
Portanto, o grafite é amplamente utilizado em refratários, baterias, fundição e materiais de fricção.
A tabela abaixo mostra a participação da aplicação de grafite natural e grafite artificial em diferentes indústrias em 2024.
| Aplicações | Grafite Natural | Grafite Sintética |
|---|---|---|
| Bateria | 52% | 31% |
| Eletrodos | / | 47% |
| Refratários | 24% | 1% |
| castings | 8% | 1% |
| Materiais de Fricção | 3% | 2% |
| Lubrificantes | 3% | 3% |
| Recarburação | 2% | 8% |
| Formas de grafite | 1% | 4% |
Conteúdo
O que é Grafite?
Grafite é um carbono macio, preto e cristalino presente em rochas metamórficas como mármore, xisto e gnaisse.
É muito estável, tem alta condutividade elétrica e térmica e é resistente a altas temperaturas.
Grafite inclui grafite natural e grafite sintética. O grafite natural existe em três formas: escamas, cristalino e amorfo, e o grafite sintético inclui grafite isostático, grafite extrudado, grafite moldado, etc.
Estrutura e Propriedades do Grafite
O grafite tem uma estrutura cristalina hexagonal bidimensional. Cada camada de átomos de carbono é organizada em forma de favo de mel, e há forças de van der Waals fracas entre as camadas.
Uso de grafite
Você pode ver que o grafite é utilizado em uma variedade de indústrias, desde processos de fabricação tradicionais até novos materiais de energia, lubrificação e materiais retardantes de chamas.
Eletrodos de grafite
O maior mercado de aplicação para grafite sintética são os eletrodos de grafite, devido à sua boa condutividade elétrica. Assim como os materiais metálicos, o grafite possui elétrons livres deslocalizados, que são livres para se mover e conduzir eletricidade. Os eletrodos de grafite são usados principalmente em fornos elétricos a arco e também desempenham um papel fundamental em fornos panela e outros processos de fundição para refino de aço.
Materiais refratários
O grafite possui as vantagens de resistência à oxidação, boa condutividade térmica, inércia química e baixo coeficiente de expansão. É um material importante na indústria de refratários.
O grafite em flocos é frequentemente usado como camada de cobertura para metais fundidos porque pode suportar altas temperaturas de mais de 3000°C e pode dissipar calor.
Li Battery
A grafite é um material de ânodo ideal para baterias de iões de lítio com as seguintes vantagens:
- Longa vida útil e estabilidade
A estrutura cristalina em camadas do grafite pode permanecer estável durante repetidas inserções e extrações de íons de lítio, o que faz com que as baterias de lítio tenham excelente desempenho de ciclo e durabilidade.
- Alta capacidade
O grafite pode armazenar íons de lítio de forma eficaz, fornecendo alta densidade de energia e melhorando a capacidade de armazenamento de energia das baterias.
- Custo-beneficio
Comparado a outros ânodos metálicos, o grafite natural e sintético é mais econômico.
Metalurgia do pó
De acordo com o relatório metalurgia do pó indústria, o grafite tem duas funções principais:
- Lubrificação
O grafite é um bom lubrificante seco, benéfico para melhorar o desempenho de atrito de peças de metal em pó. Aplicações típicas: buchas sinterizadas autolubrificantes, guias de válvulas, assentos de válvulas. Também é usado para sinterizar pastilhas de freio, discos de fricção de embreagem e lonas.
- elementos de liga
Durante a fase de mistura, o pó de grafite é adicionado ao pó metálico como um elemento de liga.
Durante o processo de sinterização, o pó de grafite se difunde na matriz da peça sinterizada, melhorando efetivamente sua dureza, resistência à tração e durabilidade à fadiga.
Indústria de LED
A grafite é usada em Luz de LED dissipadores de calor para dissipar o calor de forma eficiente, garantindo maior vida útil do LED e desempenho estável.
Em comparação com dissipadores de calor de alumínio tradicionais, os dissipadores de calor à base de grafite oferecem melhor condutividade térmica e são leves.
Automotivo
Você também verá materiais de grafite utilizados na indústria automotiva. Por exemplo, em lonas de freio automotivas, retentores de carbono, rolamentos, arruelas e embreagens, o grafite pode proporcionar boas propriedades de atrito e dissipação de calor.
Indústria aeroespacial
O grafite é preferido pelos engenheiros aeroespaciais devido à sua alta relação resistência-peso, resistência à corrosão, resistência a altas temperaturas e boa condutividade térmica.
A redução de peso é muito importante para a indústria aeroespacial porque pode reduzir o consumo de combustível e reduzir custos.
As propriedades autolubrificantes do grafite e sua alta resistência a temperaturas acima de 3000°C o tornam uma ótima escolha para vedações, rolamentos e válvulas aeroespaciais.
Formação do elenco
O grafite também é comumente utilizado em moldes de fundição contínua. Ele apresenta as seguintes vantagens:
- Baixo coeficiente de expansão térmica e alta resistência à temperatura
Durante a fundição, o molde é submetido a temperaturas muito irregulares. O baixo coeficiente de expansão térmica do grafite impede que ele se deforme ou rache.
- Boa lubricidade
As boas propriedades autolubrificantes do grafite reduzem o atrito entre o molde e o material de fundição, o que é benéfico para a desmoldagem de peças fundidas.
- Durabilidade e custo
Os moldes de grafite têm boa durabilidade, longa vida útil e custo relativamente baixo.
- Boa inércia química
O grafite pode resistir a reações químicas com metal fundido e manter a integridade do molde.
Pintura e Escrita
O grafite é macio e de cor preta e pode ser usado para fazer lápis de madeira tradicionais e lapiseiras com minas substituíveis. A "dureza" de um lápis depende da proporção de grafite em relação à argila.
Você pode desenhar e escrever com lápis grafite, e eles podem ser facilmente apagados do papel.
Perguntas frequentes
Qual é a densidade teórica do grafite?
O teórico densidade de grafite é 2.26 g/cm3, mas a densidade do grafite sintético é geralmente 1.6-1.9 g/cm3.