Recubrimiento de grafito - Guía definitiva

En el campo de la ciencia de materiales, la tecnología de revestimiento de grafito ayuda a mejorar el rendimiento de los materiales. Con sus propiedades térmicas, eléctricas, químicas y de fricción únicas, es muy adecuado para satisfacer diversas necesidades industriales. Y desempeña un papel clave en muchos campos, como la fabricación industrial, la electrónica y el transporte.

¿Qué es el revestimiento de grafito?

El revestimiento de grafito es una película funcional formada por el revestimiento de grafito como componente principal sobre la superficie de diversos sustratos mediante un proceso específico. El grafito es un mineral cristalino compuesto por átomos de carbono, con una estructura en capas. Esta estructura confiere al grafito muchas propiedades físicas y químicas únicas, sino que también hace que el revestimiento de grafito tenga las características correspondientes.

Características del revestimiento de grafito

Lubricidad:

La fuerza de van der Waals entre las capas de grafito es débil, lo que facilita el deslizamiento relativo entre capas. Puede reducir eficazmente el coeficiente de fricción y reducir el desgaste entre piezas mecánicas.

Conductividad eléctrica:

Esto también hace que tenga un valor potencial de aplicación en campos electrónicos y eléctricos. Por ejemplo, en el recubrimiento de electrodos de componentes electrónicos.

Resistencia a altas temperaturas:

El punto de fusión del grafito es muy alto y puede mantener propiedades físicas y químicas estables a altas temperaturas. Por tanto, el revestimiento de grafito puede proteger el material base en condiciones de alta temperatura.

Estabilidad química:

Es inerte a la mayoría de las sustancias químicas. Y el revestimiento de grafito puede aumentar la estabilidad química del material matriz y mejorar su resistencia a la corrosión.

Principio de formación y método de preparación común

El principio de formación del revestimiento de grafito se basa principalmente en la unión física o química entre el grafito y el material base. Los métodos de preparación más comunes son:

Método de pulverización:

Mezclar el grafito en polvo o el grafito coloidal con el aglutinante adecuado y pulverizarlo sobre la superficie del sustrato con una pistola pulverizadora. A continuación, se seca y se cura para formar un revestimiento. Se puede utilizar ampliamente en el campo de la protección de superficies de grandes equipos industriales, como tanques de almacenamiento, tuberías, etc. Puede proporcionar una protección eficaz para la matriz de gran superficie.

Método de deposición física de vapor (PVD):

En un entorno de alto vacío, el grafito se evapora o se pulveriza. De este modo, sus átomos o moléculas se depositan en la superficie del sustrato y se condensan en un revestimiento. Este método permite controlar con precisión el grosor y la calidad del revestimiento. Y la fuerza de unión entre el revestimiento y el sustrato es fuerte.

Método de deposición química de vapor (CVD):

Este método descompone la fuente de carbono gaseoso a alta temperatura y bajo la acción de un catalizador. Y los átomos de carbono se depositan en la superficie del sustrato y reaccionan para producir el revestimiento de grafito. El revestimiento preparado por este método tiene alta calidad y buena cristalinidad, pero el equipo es caro y el proceso es complicado.

Tipo de revestimiento de grafito

Recubrimiento de polvo de grafito

Polvo de grafito y aglutinante recubrimiento mixto, tiene bajo costo, proceso simple, para la lubricación mecánica ordinaria.

Revestimiento de grafito coloidal

Dispersar grafito en revestimiento coloidal, tiene dispersión uniforme, alta calidad, utilizado en áreas con altos requisitos de superficie y rendimiento.

Revestimiento de grafito pirolítico

Película fuente de carbono orgánico pirolítico de alta temperatura, alta cristalinidad y pureza, utilizada en el sector aeroespacial y otros campos de alta gama.

Revestimiento PVD de grafito

Preparado por deposición física de vapor, fuerte fuerza de unión, espesor uniforme, estructura de composición controlable.

Revestimiento de pintura de grafito

Polvo de grafito y base de pintura mezclados en revestimiento de pintura, de fácil construcción, decorativo y protector, utilizado para la protección general de equipos industriales.

Comparación con otros revestimientos

Revestimiento de grafito frente a revestimiento cerámico

La dureza y resistencia al desgaste del revestimiento cerámico es muy alta, excelente resistencia al desgaste, excelente rendimiento bajo desgaste extremo. Aunque el revestimiento de grafito tiene una cierta resistencia al desgaste, pero la lubricidad es su principal ventaja, que es mejor en la reducción de la fricción.

En cuanto a la resistencia a altas temperaturas, ambos son buenos, pero el límite de resistencia a altas temperaturas del revestimiento cerámico es superior.

En el escenario de aplicación. Los revestimientos cerámicos suelen utilizarse en piezas de motores, herramientas de corte y otros lugares que requieren gran dureza y resistencia al desgaste. Y los revestimientos de grafito se utilizan sobre todo en piezas que necesitan lubricación, conducción o trabajan a temperaturas medias.

Revestimiento de grafito frente a revestimiento de grafeno

En términos de estructura y rendimiento, el grafeno está compuesto por una sola capa de átomos de carbono. Es un material bidimensional con una resistencia, conductividad eléctrica y conductividad térmica extremadamente altas. El revestimiento de grafeno se compone de múltiples capas de grafito, que tiene un rendimiento diferente. Pero el coste y el proceso de preparación son más ventajosos.

En cuanto al coste de preparación, el elevado coste de preparación del grafeno restringe su aplicación a gran escala. Y el coste de preparación del revestimiento de grafeno es menor y más fácil de producir industrialmente.

En el campo de aplicación, grafeno tiene amplias perspectivas en dispositivos electrónicos de gama alta, sensores y otros campos. Y los revestimientos de grafito se utilizan ampliamente en la fabricación industrial, el transporte y otros campos.

Aplicación del revestimiento de grafito

Revestimiento de metales con grafito

Revestimiento de grafito sobre acero

Su recubrimiento en la superficie del acero puede mejorar eficazmente la resistencia a la corrosión y la lubricación del acero. Por ejemplo, en la producción de piezas de automóvil, el revestimiento de grafito de las piezas de acero puede prolongar su vida útil y reducir los costes de mantenimiento.

Polvo de grafito recubierto de níquel

Como material especial, combina la resistencia a la corrosión del níquel y la lubricidad del grafito. Y suele utilizarse en la fabricación de cojinetes, engranajes y otras piezas mecánicas de alto rendimiento.

Componentes mecánicos

Revestimiento de grafito para la plataforma de la segadora

Puede reducir la fricción entre los recortes de hierba y el chasis, evitar que los recortes de hierba se peguen. Y mejorar la eficiencia de la siega.

Revestimiento de grafito de la placa deslizante

Puede reducir la fricción entre el monopatín y el suelo, haciendo que el deslizamiento sea más suave.

Escobillas con revestimiento de grafito

Puede mejorar la resistencia al desgaste y la lubricación de la escobilla limpiaparabrisas. Para garantizar que la lluvia se pueda raspar claramente en diversas condiciones meteorológicas para mejorar la seguridad de conducción.

Campo electrónico

Su conductividad hace que se utilice ampliamente en el campo de la electrónica. Por ejemplo, su uso en la placa de circuito puede mejorar la conductividad eléctrica de la línea y reducir la pérdida de transmisión de la señal. Su uso en el disipador de calor del componente electrónico puede mejorar el efecto de disipación de calor. Y esto puede mejorar la estabilidad de trabajo del componente electrónico.

Transporte

Su uso en el pistón y la pared interior del cilindro del motor de un automóvil puede reducir la fricción y mejorar la eficiencia del motor y el ahorro de combustible. Recubrir con grafito las ruedas y las superficies de las vías del transporte ferroviario puede reducir el desgaste y el ruido y prolongar la vida útil de los equipos.

Precio del revestimiento de grafito

Su precio depende de muchos factores, como el método de preparación, el grosor del revestimiento y la calidad de las materias primas del grafito.

Revestimiento de grafito por pulverización:

Para la industria en general, 0,1-0,3 mm de espesor por metro cuadrado, 7-70 USD, precio según la pureza del grafito.

Revestimiento de grafito PVD:

Fabricación de gama alta, 0,05-0,1 mm de grosor por metro cuadrado, 142-1400 USD, según el campo de aplicación y las materias primas.

Revestimiento de grafito CVD:

Al servicio de campos de alta precisión, 0,01-0,05 mm de espesor por metro cuadrado, 430-1400 + USD, precios según requisitos de precisión.

Conclusión

El revestimiento de grafito tiene un alto valor de aplicación en la industria, la electrónica, el transporte y otros campos. Además, mejora las propiedades de los materiales de matriz gracias a sus propiedades lubricantes y conductoras. Con el desarrollo de la tecnología, se mejorará su proceso de preparación y se reducirá su coste. Y se espera que amplíe su aplicación y ayude al desarrollo de diversas industrias.