¿Qué propiedad del grafito se utiliza para fabricar electrodos?

el grafito en la fabricación de electrodosComo importante materia prima para los electrodos, el grafito es indispensable en la fabricación de electrodos gracias a sus propiedades únicas. Los electrodos se utilizan ampliamente en una amplia gama de industrias, desde las baterías y la electrólisis en el campo electroquímico hasta la fabricación de acero en hornos de arco eléctrico en el campo eléctrico. Su rendimiento afecta directamente a la eficacia del proceso relacionado, la calidad del producto y el consumo de energía.

Información básica sobre el grafito

Aspecto físico

El grafito es de color gris oscuro, brillo metálico, textura suave, tacto liso, de una estructura cristalina especial, puede desempeñar un papel lubricante en la fricción. Su densidad es de unos 2,09-2,23g /cm3, y el electrodo fabricado con él tiene un buen rendimiento y un peso ligero. Es adecuado para equipos con requisitos de peso.

Estructura química

El grafito es una típica estructura en capas. Los átomos de carbono de las capas forman una red plana hexagonal con enlaces covalentes, y las capas se mantienen por débiles fuerzas de van der Waals. Los enlaces covalentes entre capas confieren estabilidad y resistencia al grafito. Y la débil interacción entre capas le permite formar compuestos de intercalación, lo que amplía el campo de aplicación.

Características del grafito utilizado para fabricar electrodos

Buena conductividad eléctrica

Una de las características más destacadas del grafito es su buena conductividad eléctrica. En su estructura cristalina, cada átomo de carbono está unido a sólo tres átomos de carbono circundantes mediante enlaces covalentes. Y el electrón de valencia restante puede moverse libremente dentro de la capa para formar un gas de electrones libres. Estos electrones libres pueden moverse rápida y direccionalmente bajo la acción de un campo eléctrico aplicado. Así se forma una corriente eléctrica, que hace que el grafito tenga una excelente conductividad eléctrica.

En comparación con muchos metales, aunque su conductividad eléctrica puede ser ligeramente inferior en términos numéricos. En algunos escenarios de aplicación específicos, como en algunos requisitos de conductividad eléctrica no son extremadamente altos. Pero existen restricciones estrictas en cuanto a la estabilidad química y el coste del material, su conductividad eléctrica ha podido satisfacer las necesidades. Y sus ventajas de coste y estabilidad química lo convierten en una opción más adecuada. Por ejemplo, en las pilas secas ordinarias, el electrodo de grafito desempeña una buena función conductora. Conduce los electrones generados por la reacción química dentro de la pila para formar una salida de corriente estable.

Alto punto de fusión y resistencia a altas temperaturas

Tiene un punto de fusión muy alto, de unos 3652-3697°C. Esto hace que pueda mantener estables sus propiedades físicas y químicas en un entorno de altas temperaturas. Este alto punto de fusión y la resistencia a altas temperaturas desempeñan un papel crucial en la fabricación de electrodos. En muchos procesos de producción industrial, como la siderurgia en horno de arco eléctrico, el aluminio electrolítico, etc., los electrodos deben trabajar a temperaturas extremadamente altas. En el proceso de fabricación del acero, el arco generado entre el electrodo y la carga puede producir una temperatura elevada de miles de grados centígrados.

Los electrodos de grafito en un entorno de temperaturas tan elevadas, no sólo no se funden ni se deforman, sino que pueden seguir funcionando de forma estable. Convierte eficazmente la energía eléctrica en energía térmica, para lograr el calentamiento y la fusión de la carga. Si el punto de fusión del material del electrodo es bajo, se fundirá rápidamente a altas temperaturas. Como resultado, el electrodo se dañará, lo que no sólo afectará a la eficiencia de la producción, sino que también aumentará los costes de producción.

Estabilidad química

El grafito presenta una buena estabilidad química en la mayoría de los entornos químicos. No es fácil que reaccione químicamente con ácidos, bases, sales y otros productos químicos comunes. Y puede mantener su propia estructura y estabilidad de rendimiento en diversos medios corrosivos. En el proceso de electrólisis, el electrodo necesita estar empapado en el electrolito durante mucho tiempo. Si la estabilidad química del material del electrodo no es buena, el electrolito lo corroerá. El resultado es una vida útil más corta del electrodo, y también afecta al progreso normal del proceso electrolítico.

En electrodo de grafitoGracias a su excelente estabilidad química, puede funcionar de forma estable en el electrolito durante mucho tiempo. Para garantizar la reacción electrolítica eficiente y continua. Por ejemplo, en la industria cloroalcalina, puede utilizarse para electrolizar agua salada para preparar cloro, hidrógeno e hidróxido de sodio. Y en un entorno de electrolito alcalino fuerte, puede funcionar de forma estable, proporcionando una garantía fiable para la producción industrial.

Maquinabilidad

Tiene buena maquinabilidad, lo que permite transformarlo en electrodos de diversas formas y tamaños. Para satisfacer las necesidades de diferentes escenarios de aplicación. Debido a la textura relativamente blanda del grafito, se puede procesar más fácilmente mediante métodos de mecanizado convencionales. Como corte, taladrado, rectificado, etc. En la fabricación de equipos electrónicos, es necesario procesar el grafito en láminas de electrodos ultrafinas y de alta precisión. Y mediante procesos de corte y rectificado de precisión, se puede lograr un procesamiento preciso del grafito para cumplir los estrictos requisitos de los equipos electrónicos en cuanto a tamaño y precisión de los electrodos. Además, no es fácil que se produzcan deformaciones y grietas durante el procesamiento. Puede garantizar que el electrodo después del procesamiento tenga buena calidad y rendimiento.

Proceso de fabricación y aplicación de los electrodos de grafito

Proceso de fabricación

Pretratamiento de las materias primas:

Seleccionar materias primas de grafito de alta calidad, como coque de petróleo. Y calcinación a alta temperatura para eliminar impurezas, agua y componentes volátiles para mejorar la pureza y la estabilidad.

Moldeo amasado mixto:

Mezclar en proporción las materias primas y los aglutinantes, como la brea de carbón. Después de calentar y remover, se moldea con una forma predeterminada.

Asado:

Asar el cuerpo a 1000-1300 °C para carbonizar el aglutinante y aumentan la resistencia y densidad del electrodo.

Impregnación:

Sumergir el electrodo calcinado en asfalto y otro agente impregnante, rellenar los poros bajo presión y temperatura para mejorar el rendimiento.

Grafitización:

La grafitización del electrodo impregnado se realiza a 2500-3000 °C, para que los átomos de carbono se dispongan de forma más regular y se refuerce el rendimiento.

Mecanizado:

Corte y rectificado de electrodos grafitizados según demanda para conseguir precisión dimensional y requisitos de calidad superficial.

Campos de aplicación de los electrodos de grafito

Industria siderúrgica:

En la fabricación de acero en horno de arco eléctrico, el electrodo de grafito es crucial. Utilizando su alta conductividad y resistencia a altas temperaturas, introduce una fuerte corriente para producir una carga de fusión de arco a alta temperatura. Con la mejora de los requisitos de la industria del acero, promueve el desarrollo de la tecnología de fabricación de electrodos de grafito.

Industria del aluminio electrolítico:

Se puede utilizar como ánodo en el aluminio electrolítico. Y la corriente de conducción es estable en el electrolito con alta temperatura de fusión y fuerte corrosión. Debido a la gran escala y el alto consumo de energía de aluminio electrolítico, se requiere la conductividad del electrodo, la estabilidad química y la vida útil.

Industria electroquímica:

Puede utilizarse ampliamente en la industria cloroalcalina, galvanoplastiaEn la industria cloroalcalina, el ánodo de electrodo de grafito consigue una electrólisis de alta eficacia en un electrolito alcalino fuerte. En la industria cloroalcalina, el ánodo de electrodo de grafito consigue una electrólisis de alta eficacia en electrolitos alcalinos fuertes. Durante la galvanoplastia, proporciona corriente de mesa para la solución de galvanoplastia para garantizar una galvanoplastia de alta calidad.

Campo electrónico:

En la batería de iones de litio, se puede utilizar como electrodo negativo. A través de una buena conductividad y estabilidad química para lograr la incrustación y eliminación de iones de litio, carga y descarga completa. En la fabricación de semiconductores y otros campos, puede utilizarlo para procesos especiales como la electroerosión. Para satisfacer las necesidades de procesamiento de alta precisión.

Conclusión

El grafito es un material ideal para electrodos por su buena conductividad eléctrica, alto punto de fusión, estabilidad química y fácil procesamiento. El electrodo de alto rendimiento se fabrica mediante una tecnología compleja y se utiliza ampliamente. El desarrollo de la ciencia y la tecnología promueve su innovación tecnológica. Y se espera que ayude a más campos en el futuro. Y es necesario optimizar el proceso para promover el desarrollo industrial.