Feuille de graphite

Qu'est-ce qu'une feuille de graphite ?

La feuille de graphite est un matériau composite, dont le principal composant est le graphite, principalement utilisé pour la gestion thermique. Elle possède une excellente conductivité thermique et électrique. En outre, il est extrêmement souple et léger. La plupart des feuilles de graphite sont divisées en graphite naturel et en graphite synthétique.

Type de feuilles de graphite

Il existe de nombreux types de feuilles de graphite et différentes catégories pour différents domaines :

 Feuille de graphite synthétique : par température élevée graphitisation Il possède une qualité très pure et constante. Cela rend les feuilles de graphite synthétique particulièrement adaptées au secteur de l'électronique, car une conductivité thermique fiable et une faible teneur en impuretés sont les facteurs les plus importants dans ce domaine.

 Feuilles de graphite renforcées : Ces feuilles ajoutent plus de matériaux tels que de l'acier inoxydable ou des mailles métalliques que les autres afin de renforcer la résistance mécanique et les performances de compression. Les feuilles de graphite renforcées sont utilisées dans les environnements à fortes contraintes mécaniques en général, qui nécessitent plus de flexibilité et de résistance pour les applications d'étanchéité.

 Feuille de graphite flexible : Comme son nom l'indique, la feuille de graphite flexible est extrêmement souple pour s'adapter à diverses formes et surfaces, ce qui la rend très efficace dans les joints d'étanchéité. Elles sont largement utilisées sur des surfaces irrégulières ou dans des interstices, car elles peuvent assurer efficacement l'étanchéité et la gestion thermique.

 Feuilles de graphite pyrolytique : Fabriquée par dépôt chimique en phase vapeur (CVD), la feuille de graphite pyrolytique possède des structures très ordonnées et une excellente conductivité thermique. En raison de sa haute conductivité thermique et de sa pureté, il est couramment utilisé dans des applications haut de gamme, afin d'afficher ses excellentes performances.

Feuilles de graphite pur : Elles sont fabriquées à partir de graphite pur, sans aucun agent de remplissage ni liant. En raison de leurs propriétés uniques, les feuilles de graphite pur sont utilisées dans des applications de haute pureté, telles que les laboratoires et les appareils électroniques sensibles qui nécessitent des matériaux exempts de contaminants.

Feuilles de graphite : Le graphite expansé est transformé en feuilles plus minces et plus flexibles. Il est généralement utilisé comme joint d'étanchéité à haute température ou comme barrière thermique dans les domaines où les exigences en matière de température élevée sont élevées.

Processus de fabrication

Il existe deux méthodes principales de fabrication du graphite : les procédés mécaniques et les procédés chimiques. Cela dépend des types requis et des besoins d'application :

Traitement mécanique : une machine spécifique comprime le graphite expansé pour former des feuilles d'une épaisseur et d'une densité spécifiques. Le traitement mécanique est généralement utilisé pour produire des feuilles de graphite flexibles, afin de conserver la structure en couches naturelle du graphite et de préserver sa flexibilité.

Traitement chimique : ce procédé, en particulier le dépôt chimique en phase vapeur (CVD), permet de produire des feuilles de graphite pyrolytique. Au cours de ce processus, les atomes de carbone se déposent couche par couche, pour former une structure très ordonnée. Le graphite pyrolytique peut ainsi offrir une excellente conductivité thermique et une grande pureté.

Propriétés

Propriétés physiques :

Morphologie et structure : Les feuilles de graphite possèdent des structures en couches, ce qui signifie des liaisons atomiques fortes à l'intérieur des couches et des interactions plus faibles entre les couches. Cette structure confère au graphite une certaine flexibilité, car chaque couche peut glisser, ce qui permet au matériau d'être modelé et de s'adapter aux surfaces.

Conductivité thermique : Les feuilles de graphite ont une conductivité thermique élevée, généralement comprise entre 300 et 1500 W/mk, ce qui permet un transfert de chaleur efficace. Cette propriété joue un rôle important dans les applications électroniques où la chaleur doit être dissipée rapidement.

Conductivité électrique : Grâce aux électrons libres présents dans la structure du graphite, les feuilles de graphite possèdent une incroyable conductivité électrique. Dans certaines applications spéciales, telles que conductivité thermique et la conductivité électrique, cette propriété est très alignée.

Processabilité : les feuilles de graphite peuvent être coupées, façonnées et stratifiées facilement, et leur épaisseur peut varier de 0,05 à 1 mètre. Cette processabilité est nécessaire dans les secteurs de l'électronique et de l'automobile, où un assemblage précis est requis.

Propriété chimique :

Stabilité thermique : Les feuilles de graphite peuvent conserver l'intégrité de leur structure à des températures élevées. Par ailleurs, dans un environnement sans oxygène, la stabilité thermique des feuilles de graphite peut atteindre 400 degrés Celsius, ce qui les rend très adaptées aux applications à haute température.

Stabilité chimique : les feuilles de graphite sont résistantes à la plupart des produits chimiques, tels que les acides et les bases. Cela permet d'assurer la durabilité des feuilles de graphite dans les environnements corrosifs et d'allonger leur durée de vie.

Autres propriétés chimiques : les feuilles de graphite sont peu perméables aux gaz et aux liquides, ce qui les rend efficaces dans les applications industrielles en tant que joints et garnitures.

Applications

Grâce à ses propriétés uniques, les feuilles de graphite ont un large éventail d'applications. Il existe six applications courantes :

Produits électroniques : les feuilles de graphite sont largement utilisées dans la gestion thermique des smartphones, des tablettes et des ordinateurs portables. En conduisant et en dissipant efficacement la chaleur, elles permettent d'éviter la surchauffe des appareils, améliorant ainsi leurs performances et prolongeant leur durée de vie.

Automobile : dans les véhicules modernes, les véhicules électriques, les feuilles de graphite sont utilisées pour la gestion thermique des batteries et des modules électroniques. Elles permettent d'améliorer les performances et la sécurité des batteries grâce à une gestion thermique efficace. Ceci est très important pour le développement des véhicules électriques et hybrides.

Aérospatiale : Les feuilles de graphite assurent la protection thermique des engins spatiaux, des satellites et des avions dans le domaine de l'aérospatiale. En raison de sa grande stabilité thermique et de sa légèreté, le graphite convient parfaitement aux composants critiques de l'aérospatiale qui doivent répondre à des exigences strictes en matière de résistance aux températures élevées.

Machines industrielles : Les feuilles de graphite sont toujours utilisées dans des environnements à haute température et à haute pression comme joints d'étanchéité. Dans ce domaine particulier, la durabilité et la fiabilité jouent un rôle important. Elles sont couramment utilisées, par exemple, dans le traitement chimique, la production d'énergie et d'autres machines industrielles.

Éclairage LED : dans les systèmes LED, ils sont utilisés pour la dissipation de la chaleur, afin d'aider la machine à maintenir des conditions de fonctionnement optimales et à prolonger sa durée de vie.

Équipement médical : dans l'équipement médical, qui nécessite une gestion thermique précise, les feuilles de graphite sont également irremplaçables. Par exemple, les équipements d'imagerie et autres dispositifs de diagnostic à température sensible. Elles permettent de maintenir la température stable afin de garantir la fiabilité et les performances de l'appareil.