¿Para qué sirve el grafito en polvo?

El polvo de grafito es un tipo de material con muchas propiedades excelentes. Su estructura cristalina es de capa hexagonal, y los átomos de carbono de la capa están unidos por enlaces covalentes. Esta estructura única confiere al polvo de grafito muchas propiedades excelentes, por lo que en la industria moderna y muchos otros campos tiene una aplicación muy amplia e importante.

Usos industriales del polvo de grafito

Industria siderúrgica y metalúrgica

Carburador de acero

En el proceso de fundición del acero, se puede utilizar polvo de grafito como carburador del acero. En la siderurgia, el acero fundido suele contener un exceso de oxígeno. Esto afectará seriamente a la calidad del acero, como la reducción de la dureza del acero, el aumento de la fragilidad y así sucesivamente. El polvo de grafito puede reaccionar químicamente con el oxígeno en el acero fundido para desempeñar el papel de la desoxidación. Para mejorar eficazmente la calidad del acero, optimiza los indicadores de rendimiento, como la resistencia, la tenacidad y la ductilidad.

Polvo de grafito para aditivos refractarios

El polvo de grafito también se utiliza ampliamente como aditivo refractario. Gracias a su excelente resistencia a las altas temperaturas, puede soportar temperaturas extremadamente altas sin fundirse ni descomponerse. Cuando se añade a materiales refractarios como ladrillos refractarios, hormigones refractarios, etc., puede mejorar significativamente la resistencia al fuego de estos materiales. De modo que puede mantener la integridad y estabilidad de la estructura en un entorno de altas temperaturas. Y prolongará en gran medida la vida útil de los materiales refractarios.

Industria de maquinaria

Usos del polvo de grafito en el lubricante seco

El polvo de grafito es un lubricante seco sólido ideal. Durante el funcionamiento mecánico, se produce fricción entre muchas piezas. Y la estructura en capas del polvo de grafito le permite formar una película lubricante continua sobre la superficie de fricción. Esta película puede reducir eficazmente el coeficiente de fricción, reducir el desgaste de las piezas. Y normalmente puede desempeñar un papel lubricante en condiciones de alta temperatura, alta presión y otras condiciones de trabajo duras.

Capa superficial de colada

En el proceso de fundición, se aplica polvo de grafito a la capa superficial de fundición. Al hacer la moldeEl polvo de grafito recubre uniformemente la superficie interior del molde, lo que facilita el desmoldeo de la pieza una vez moldeada. Al mismo tiempo, también puede hacer que la superficie de la pieza fundida sea más lisa y plana. Además, reduce la cantidad y los procedimientos de procesamiento posteriores, mejora la eficacia de la producción y reduce los costes de producción. Además, el polvo de grafito también puede desempeñar un cierto papel de aislamiento térmico en el proceso de fundición. Esto ayuda a controlar la velocidad de solidificación de la fundición y a mejorar la calidad y el rendimiento de la fundición.

Aplicaciones del polvo de grafito en la industria química

Portador de catalizador

El polvo de grafito tiene una gran superficie específica y buenas propiedades de adsorción, lo que lo convierte en un excelente soporte de catalizador. En muchas reacciones químicas, los componentes activos del catalizador deben dispersarse uniformemente en el soporte para mejorar la actividad y selectividad del catalizador. El polvo de grafito puede cumplir bien este requisito, cargando los ingredientes activos del catalizador en su superficie, proporcionando más sitios activos para la reacción química. De este modo, favorece la reacción.

Materiales de los electrodos

El polvo de grafito es también un importante material de electrodos. En la industria electroquímica, como la fabricación de electrodos de células electrolíticas, electrodos de grafito son ampliamente utilizados por su buena conductividad eléctrica y estabilidad química. En el proceso de electrólisis, el electrodo de grafito puede conducir la corriente de forma estable para garantizar el buen progreso de la reacción electrolítica.

Aplicaciones electrónicas y eléctricas

Materiales conductores

Tinta conductora para circuitos impresos (PCB)

En la industria electrónica, la placa de circuito impreso (PCB) es uno de los componentes básicos de los productos electrónicos. Se puede utilizar grafito en polvo para preparar tintas conductoras para placas de circuitos impresos. Esta tinta conductora utiliza polvo de grafito como principal componente conductor y forma un patrón de circuito conductor preciso en la placa de circuito mediante el proceso de impresión. Puede conseguir buenas propiedades conductoras y de impresión en varios sustratos de distintos materiales. Y proporciona un fuerte apoyo a la integración de alta densidad y multifuncional de los productos electrónicos.

Revestimiento conductor

También se puede utilizar polvo de grafito para preparar revestimientos conductores. El polvo de grafito se mezcla con resinas, disolventes, etc. adecuados. Y se recubre sobre una variedad de materiales base, como plásticos, vidrio, metal, etc., para formar un revestimiento con buena conductividad eléctrica. Además, el grafito conductor revestimiento también puede aplicarse al campo de la electricidad antiestática, como materiales de embalaje antiestáticos, suelos antiestáticos, etc., para evitar daños en los componentes electrónicos causados por la electricidad estática.

Fabricación de componentes electrónicos

Resistencias

En la fabricación de componentes electrónicos, el grafito en polvo puede utilizarse para fabricar resistencias. El valor de resistencia de la resistencia puede ajustarse controlando con precisión el tamaño de las partículas, la pureza, la cantidad de adición y la proporción con otros materiales del polvo de grafito. Puede proporcionar valores de resistencia precisos para estos circuitos a fin de garantizar el funcionamiento normal del circuito y la transmisión precisa de la señal.

Electrodo de grafito (para procesamiento de dispositivos electrónicos)

Los electrodos de grafito desempeñan un papel importante en el mecanizado de dispositivos electrónicos, especialmente en la tecnología de mecanizado por descarga eléctrica (EDM). El electrodo de grafito se ha convertido en un material de electrodo habitual en EDM debido a su alto punto de fusión, buena conductividad eléctrica y baja pérdida. En el proceso de mecanizado, se genera una descarga de impulsos entre el electrodo de grafito y la pieza. Y la alta temperatura instantánea hace que el material de la pieza de trabajo se derrita y vaporice, a fin de realizar el procesamiento preciso de la pieza de trabajo de forma compleja.

Aplicaciones energéticas

Pila de combustible

Material de la placa bipolar

En la tecnología de pilas de combustible, se puede utilizar polvo de grafito como material de placa bipolar. La placa bipolar a base de polvo de grafito tiene buena conductividad eléctrica, alta estabilidad química y excelentes propiedades de sellado de gases. Su buena conductividad eléctrica puede garantizar la transmisión eficiente de electrones en la pila de combustible y reducir la pérdida óhmica; La estabilidad química le permite trabajar de forma estable durante mucho tiempo en el complejo entorno de reacción química de la pila de combustible y resistir la corrosión de ácidos, álcalis y otros medios; El sellado de gas garantiza que el combustible y el oxidante fluyan en sus respectivos canales de flujo sin fugas ni mezclas.

Usos del polvo de grafito en las baterías de iones de litio

Material del electrodo negativo

El polvo de grafito es uno de los materiales anódicos más utilizados en las baterías de iones de litio. El grafito tiene una estructura típica en capas con un espaciado moderado entre ellas. Esto puede acomodar de forma reversible la inserción y extracción de iones de litio. Al mismo tiempo, el material de ánodo de grafito tiene las ventajas de una plataforma de potencial de carga y descarga estable, un buen rendimiento cíclico y un coste relativamente bajo. En las baterías comerciales de iones de litio, los materiales de ánodo de grafito ofrecen un rendimiento electroquímico estable y una larga vida útil. Cumple los requisitos de los modernos dispositivos electrónicos portátiles y vehículos eléctricos en cuanto a densidad de energía de la batería, densidad de potencia y duración del ciclo.

Aditivos conductores

El polvo de grafito se utiliza a menudo como aditivo conductor en las baterías de iones de litio. En el proceso de preparación del electrodo de las baterías de iones de litio, la adición de polvo de grafito al material del electrodo positivo o negativo puede mejorar significativamente la conductividad electrónica del material del electrodo. Porque la reacción del electrodo de las baterías de iones de litio requiere la rápida transmisión de electrones. La adición de polvo de grafito puede construir una buena red conductora entre las partículas de material activo, reducir la resistencia a la polarización del electrodo. Y así mejorar la eficacia de carga y descarga, el rendimiento de la tasa y la vida útil del ciclo de la batería.

Utilización en otros ámbitos

Protección del medio ambiente

Adsorbente para tratamiento de aguas residuales

El polvo de grafito tiene una importante aplicación en el campo de la protección medioambiental en el tratamiento de aguas residuales. Debido a su gran superficie específica y su rica estructura porosa, tiene una buena capacidad de adsorción para muchos contaminantes de las aguas residuales. En el caso de los iones de metales pesados presentes en las aguas residuales, el polvo de grafito puede adsorberse en la superficie mediante atracción electrostática, intercambio iónico, etc. De este modo se reduce el contenido de metales pesados en las aguas residuales y se consigue el objetivo de purificar la calidad del agua. Al mismo tiempo, en el caso de algunos contaminantes orgánicos, como tintes, pesticidas, compuestos fenólicos, etc., también se puede eliminar eficazmente el polvo de grafito mediante una combinación de adsorción física y adsorción química.

Control de la contaminación atmosférica

En el control de la contaminación atmosférica, el polvo de grafito también desempeña un cierto papel. En algunos procesos industriales de tratamiento de gases residuales, puede utilizar polvo de grafito como adsorbente o portador de catalizador para participar en la reacción. En el caso de los gases nocivos para la atmósfera, como el dióxido de azufre (SO2), los óxidos de nitrógeno (NOx), etc., el polvo de grafito puede separarse de los gases de escape mediante adsorción. Esto reduce la cantidad de sus emisiones a la atmósfera. Al mismo tiempo, cuando el polvo de grafito se carga con un grupo activo catalizador específico, también puede catalizar la conversión de estos gases nocivos en determinadas condiciones. De este modo, pueden convertirse en sustancias o compuestos inocuos más fáciles de manipular.

Materiales de refuerzo

Materiales compuestos de matriz polimérica

En el campo de los materiales de refuerzo, el polvo de grafito puede utilizarse para preparar materiales compuestos de matriz polimérica. La adición de polvo de grafito a la matriz polimérica, como polietileno, polipropileno, resina epoxi, etc., puede mejorar significativamente las propiedades de los materiales compuestos. Al mismo tiempo, también puede mejorar las propiedades mecánicas de los materiales compuestos. Como la resistencia, la rigidez y la resistencia al desgaste. Porque la estructura de escamas del polvo de grafito puede desempeñar el papel de reforzar y rellenar la matriz polimérica, dificultar la expansión de las grietas, de modo que el material compuesto puede soportar mayores fuerzas externas y prolongar su vida útil.

Materiales compuestos de matriz metálica

También se puede utilizar polvo de grafito para preparar compuestos de matriz metálica. Las propiedades de fricción y desgaste y las propiedades autolubricantes de los materiales metálicos pueden mejorarse introduciendo polvo de grafito en la matriz metálica. Por ejemplo, en la base de aluminio, la base de cobre y otros materiales compuestos de matriz metálica, el polvo de grafito formará una capa de película lubricante sobre la superficie metálica durante el proceso de fricción. Esto reduce el coeficiente de fricción, reduce el desgaste y mejora la resistencia al desgaste y a la corrosión del material.

Campo de la impresión 3D

En los materiales de impresión 3D, se puede utilizar polvo de grafito como aditivo o fase de refuerzo. Añadiendo polvo de grafito a los materiales de impresión 3D basados en plástico se puede mejorar la conductividad eléctrica y térmica del material. De modo que puede utilizarse para fabricar piezas impresas en 3D con función de blindaje electromagnético, como carcasas de equipos electrónicos, cubiertas de blindaje, etc. Para satisfacer las necesidades de los equipos electrónicos para trabajar con normalidad en un entorno electromagnético complejo.

Fabricación de lápices

Uno de los usos más conocidos del grafito en polvo es la fabricación de lápices. La composición principal de la mina de lápiz es una mezcla de polvo de grafito y aditivos como la arcilla. El polvo de grafito tiene una textura suave, buena lubricidad y capacidad colorante. En el proceso de escritura, puede dejar fácilmente marcas claras y duraderas en el papel. Ajustando la proporción de polvo de grafito y arcilla, se puede modificar la dureza y la negrura de la mina de lápiz para satisfacer diferentes necesidades de escritura y pintura.

Conclusión

Desde las industrias tradicionales hasta los campos tecnológicos emergentes, el polvo de grafito puede satisfacer los requisitos de rendimiento de los materiales. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, las perspectivas de aplicación del polvo de grafito son más amplias, y se espera que ayude a la ciencia de los materiales y al desarrollo social a alcanzar un nuevo nivel.