Qu’est-ce que le graphite ? Propriétés et fonctions du graphite
Qu’est-ce que le graphite ? Principales propriétés du graphite
1, résistance à haute température : le point de fusion du graphite est de 3850 ± 50 degrés, le point d'ébullition est de 4250 degrés, même si l'arc à ultra haute température brûle, la perte de poids est très faible, le coefficient de dilatation thermique est également très faible. . La résistance du graphite est renforcée avec l'augmentation de la température et la résistance du graphite est doublée à 2000 degrés.
2, conductivité électrique et thermique : la conductivité électrique du graphite est cent fois supérieure à celle des minerais non métalliques généraux. Conductivité thermique supérieure à celle de l'acier, du fer, du plomb et d'autres matériaux métalliques. La conductivité thermique diminue avec l'augmentation de la température et même à des températures extrêmement élevées, le graphite devient adiabatique. Le graphite peut conduire l'électricité car chaque atome de carbone dans le graphite ne forme que trois liaisons covalentes avec d'autres atomes de carbone, et chaque atome de carbone conserve toujours un électron libre pour transférer la charge.
3, pouvoir lubrifiant : les performances de lubrification du graphite dépendent de la taille des flocons de graphite, plus les flocons sont gros, plus le coefficient de frottement est petit, meilleures sont les performances de lubrification.
4, stabilité chimique : le graphite a une bonne stabilité chimique à température ambiante, peut résister à la corrosion par les acides, les alcalis et les solvants organiques.
5, plasticité : la ténacité du graphite est bonne, peut être roulée en une feuille très fine.
6, résistance aux chocs thermiques : le graphite peut résister à des changements drastiques de température lorsqu’il est utilisé à température ambiante sans dommage, lorsque la température change, le volume de graphite ne change pas beaucoup, ne produira pas de fissures.
Avantages du graphite
(1) Vitesse de traitement plus rapide : dans des circonstances normales, la vitesse de traitement mécanique du graphite peut être 2-5 fois plus rapide que celle du cuivre ; La vitesse de traitement de décharge est 2-3 fois plus rapide que celle du cuivre, et le matériau n'est pas facile à déformer : il présente des avantages évidents dans le traitement des électrodes à nervures fines ; Le point de ramollissement du cuivre est d'environ 1000 degrés, ce qui est facile à déformer par la chaleur ; La température de sublimation du graphite est de 3650 degrés ; Le coefficient de dilatation thermique n'est que de 1/30 de celui du cuivre.
(2) Poids plus léger : la densité du graphite n'est que de 1/5 de celle du cuivre et la charge de la machine-outil (EDM) peut être efficacement réduite lorsque la grande électrode est déchargée. Il est plus adapté à l’application de grands moules.
(3) Moins de consommation de décharge ; Étant donné que l'huile d'étincelle contient également des atomes de C, pendant le traitement de décharge, la température élevée provoque la décomposition des atomes de C dans l'huile d'étincelle et le film protecteur se forme sur la surface de l'électrode en graphite, ce qui compense la perte du électrode en graphite.
(4) Pas de bavures ; Une fois l'électrode de cuivre traitée, elle doit être coupée manuellement pour éliminer les bavures, tandis que le graphite est traité sans bavures, ce qui permet d'économiser beaucoup de coûts et de faciliter l'automatisation de la production.
(5) Le graphite est plus facile à meuler et à polir ; Étant donné que la résistance à la coupe du graphite n'est que de 1/5 de celle du cuivre, il est plus facile à meuler et à polir à la main.
(6) Coûts des matériaux inférieurs et prix plus stables ; En raison de la hausse des prix du cuivre ces dernières années, le prix du graphite isotrope est désormais inférieur à celui du cuivre, sous le même volume, le prix des produits en graphite universel du carbone est de 30 à 60 % inférieur à celui du cuivre, et le le prix est plus stable et la fluctuation des prix à court terme est très faible. C'est cet avantage sans précédent qui a permis au graphite de remplacer progressivement le cuivre comme matériau de choix pour les électrodes d'électroérosion.
Le rôle principal du graphite
1, en tant que matériau réfractaire : le graphite et ses produits ont une résistance à haute température et des propriétés de haute résistance. Dans l'industrie métallurgique, il est principalement utilisé pour fabriquer des creusets en graphite. Dans la sidérurgie, le graphite est couramment utilisé comme agent protecteur du lingot et du revêtement de four métallurgique.
Creuset en graphite
2, comme matériau conducteur : utilisé dans l'industrie électrique pour fabriquer des électrodes, des brosses, des tiges de carbone, des tubes de carbone, des positifs au mercure, des rondelles en graphite, des pièces de téléphone, un revêtement de tube image de télévision.
Rondelle en graphite
3, pour les matériaux de lubrification résistants à l'usure : le graphite est souvent utilisé comme lubrifiant dans l'industrie des machines. L'huile lubrifiante ne peut souvent pas être utilisée dans des conditions de vitesse, de température et de pression élevées, et les matériaux en graphite résistant à l'usure peuvent être utilisés à 200-2000 degrés à une vitesse de glissement très élevée, sans huile lubrifiante. De nombreux équipements de transport de fluides corrosifs, des matériaux en graphite largement utilisés constitués de coupelles de piston, de joints et de roulements, n'ont pas besoin d'ajouter d'huile lubrifiante lors du fonctionnement. Le lait graphite est également un bon lubrifiant pour de nombreuses transformations des métaux (tréfilage, tréfilage de tubes).
Coupelle de piston en graphite, bague d'étanchéité, etc.
4, le graphite a une bonne stabilité chimique. Après un traitement spécial du graphite, avec une résistance à la corrosion, une bonne conductivité thermique, une faible perméabilité, il est largement utilisé dans la production d'échangeurs de chaleur, de réservoirs de réaction, de condenseurs, de tours de combustion, de tours d'absorption, de refroidisseurs, de réchauffeurs, de filtres, d'équipements de pompe. Largement utilisé dans la pétrochimie, l'hydrométallurgie, la production d'acides et d'alcalis, les fibres synthétiques, le papier et d'autres secteurs industriels, peut économiser beaucoup de matériaux métalliques.
Matériau graphite pour le réservoir de réaction
5, pour le moulage, le ponçage, le pressage et les matériaux métallurgiques à haute température : en raison du faible coefficient de dilatation thermique du graphite et de la capacité de changer le froid et la chaleur, peut être utilisé comme moule de coulée de verre, l'utilisation de graphite après le la taille du moulage en métal noir est précise, le rendement de surface lisse est élevé, peut être utilisé sans traitement ou légèrement traité, économisant ainsi beaucoup de métal. La production de carbure de tungstène et d'autres procédés de métallurgie des poudres, généralement constitués de matériaux en graphite pour le pressage et le frittage de bateaux en porcelaine. Le traitement du creuset de croissance de cristaux de silicium monocristallin, du conteneur de raffinage régional, du support, du chauffage par induction, etc. est indissociable du graphite de haute pureté. En outre, le graphite peut également être utilisé comme plaque et base d'isolation en graphite de fusion sous vide, tube de four à résistance à haute température, tige, plaque, grille et autres composants.
6, utilisé dans l'industrie de l'énergie atomique et l'industrie de la défense : le graphite a un bon modérateur de neutrons utilisé dans les réacteurs atomiques, le réacteur à graphite d'uranium est un réacteur atomique plus largement utilisé. En tant que matériau de décélération des réacteurs à énergie atomique, il doit avoir un point de fusion élevé, une stabilité et une résistance à la corrosion, et le graphite peut pleinement répondre aux exigences ci-dessus. La pureté du graphite utilisé dans les réacteurs atomiques est très élevée et la teneur en impuretés ne doit pas dépasser des dizaines de ppm. En particulier, la teneur en bore doit être inférieure à 0,5 ppm. Dans l’industrie de la défense, le graphite est également utilisé pour fabriquer des tuyères pour fusées à combustible solide, des cônes avant pour missiles, des pièces pour équipements de navigation spatiale, des matériaux d’isolation thermique et de radioprotection.
7, le graphite peut également empêcher le tartre de la chaudière, les tests unitaires pertinents montrent que l'ajout d'une certaine quantité de poudre de graphite dans l'eau (environ 4-5 grammes par tonne d'eau) peut empêcher le tartre à la surface de la chaudière. De plus, le graphite appliqué aux cheminées métalliques, aux toits, aux ponts et aux pipelines peut être anticorrosion et antirouille.
8, le graphite peut être utilisé comme mine de crayon, pigment, agent de polissage. Après un traitement spécial du graphite, divers matériaux spéciaux peuvent être fabriqués pour les secteurs industriels concernés.
9, électrode, le graphite peut remplacer le cuivre comme électrode. Dans les années 1960, le cuivre était largement utilisé comme matériau d'électrode, avec un taux d'utilisation d'environ 90 %, et le graphite n'en représentait qu'environ 10 % ; Au 21ème siècle, de plus en plus d'utilisateurs ont commencé à choisir le graphite comme matériau d'électrode. En Europe, plus de 90 % du matériau d'électrode est du graphite. Le cuivre, autrefois matériau d'électrode dominant, a presque perdu son avantage sur le graphite. Quelle est la cause de ce changement radical ? Bien entendu, les électrodes en graphite présentent de nombreux avantages.
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