Quelle est la densité du graphite ?

Le graphite est très important dans la production industrielle et la vie quotidienne. Les différents types de graphite ont des densités différentes, et il est important de comprendre les facteurs influençant la densité du graphite, les méthodes de mesure, etc. car le graphite a une importance significative dans la production industrielle.

Quelle est la densité des différents types de graphite ?

Graphite naturel

- Graphite lamellaire : généralement autour de 2,09 - 2,23 g/cm³.

- Graphite terreux (graphite microcristallin) : généralement autour de 2,0 - 2,2 g/cm³.

Graphite artificiel

– Pression isostatique graphiteLe graphite isostatique a une densité élevée qui atteint environ 1,7 - 1,9 g/cm³. En raison de ses caractéristiques isotropes, le graphite isostatique peut atteindre un niveau élevé après un traitement spécial, ce qui permet d'améliorer ses propriétés telles que la résistance, la conductivité électrique et la conductivité thermique.

– Graphite moulé : se situent généralement entre 1,6 et 1,85 g/cm³. Sa densité est affectée par des facteurs tels que la pression de moulage, les matières premières et les liants. Les densités comprises dans cette fourchette peuvent répondre aux exigences de base de divers scénarios d'application tels que les joints mécaniques et les électrodes.

– Graphite extrudé :  environ 1,5 - 1,7 g/cm³. Au cours du processus d'extrusion, la disposition des particules et le degré de compactage de la matière première influencent la densité finale. Graphite extrudé dans cette gamme de densité montre de bonnes performances dans des applications telles que les matériaux d'électrodes et les brosses.

Facteurs influençant la densité

1. matières premières :

La nature de la matière première du graphite peut influencer les densités des produits finaux. Par exemple, la taille des particules, la forme, la pureté, etc. de la matière première affectent la densité apparente et la cristallinité du graphite.

2. les méthodes de moulage :

Les différentes méthodes de moulage, telles que le moulage, l'extrusion, la compression isostatique, etc. Par exemple, le moulage par compression isostatique permet d'obtenir des produits en graphite plus denses, car cette méthode permet d'appliquer une pression uniforme sur le graphite, réduisant ainsi la porosité interne.

3. température et temps de frittage :

Au cours du processus de frittage, le contrôle de la température et de la durée a un impact important. Une température de frittage plus élevée et un temps de maintien approprié peuvent favoriser la cristallisation et la fusion des particules de graphite, réduire la porosité et donc augmenter les densités.

4. porosité :

La porosité du graphite affecte directement sa densité. Plus la porosité est élevée, plus la densité est faible. La formation de pores peut être liée à des facteurs tels que les caractéristiques de la matière première, l'évacuation des gaz pendant la préparation et le retrait pendant le frittage.

5. teneur en impuretés :

Si le graphite contient davantage d'impuretés, l'intégrité et la compacité de sa structure cristalline s'en trouveront affectées, ce qui entraînera une diminution de sa densité.

6. degré de graphitisation :

Plus le degré de graphitisation est élevé, plus la structure cristalline du graphite est complète, et la densité augmente en conséquence.

Méthodes de mesure de la densité du graphite

1. Principe d'Archimède (méthode de drainage).

Selon le principe d'Archimède, la force de flottaison subie par un objet dans un liquide est égale au poids qu'il déplace du liquide. En mesurant le poids du graphite dans l'air et son poids dans l'eau (flottabilité), on peut calculer le volume du graphite. Combiné à sa masse, on obtient alors le résultat.

2. Méthode du pycnomètre

En mesurant la masse d'un volume connu de pycnomètre lorsqu'il est rempli d'un liquide (tel que de l'eau) et la masse restante après le débordement du liquide, le volume de l'échantillon de graphite peut être calculé, ainsi que la densité.

3. Méthode de mesure directe (pour les échantillons de graphite de forme régulière)

Pour les échantillons de graphite de forme régulière (par exemple, cubes, cuboïdes, cylindres, etc.), la taille peut être mesurée directement et le volume peut être calculé. La densité peut ensuite être calculée en combinaison avec la masse.

Comparaison de la densité du graphite avec celle du même type de matériau carboné

Charbon actif VS Graphite

Le charbon actif est un matériau en carbone avec une structure très poreuse. En raison du grand nombre de structures poreuses, la densité du charbon actif est relativement faible, généralement de l'ordre de 0,5 à 0,9 g/cm³. En revanche, le graphite est beaucoup plus dense que le charbon actif.

Diamant VS Graphite

À température et pression ambiantes, la densité du diamant est d'environ 3,5 à 3,53 g/cm³. La densité du diamant est donc supérieure à celle du graphite.

Fibre de carbone VS Graphite

La densité de la fibre de carbone se situe généralement entre 1,7 et 2,2 g/cm³, mais elle varie en fonction du type de fibre et du processus de préparation. Par conséquent, le graphite recouvre partiellement la fibre de carbone dans la gamme des densités.

Nanotubes de carbone VS Graphite

Les nanotubes de carbone sont des matériaux tubulaires en carbone dont la densité dépend de facteurs tels que le diamètre du tube, l'épaisseur de sa paroi, etc. La densité des nanotubes de carbone à paroi simple est d'environ 1,3 - 1,4 g/cm³. Le graphite est plus dense que les nanotubes de carbone.

L'importance de la densité du graphite dans la production industrielle

Évaluation des performances : La densité du graphite est étroitement liée à ses propriétés physiques. Une densité plus élevée est généralement synonyme d'une meilleure résistance mécanique et d'une meilleure résistance à l'usure, électrique la conductivité, etc. En mesurant la densité du graphite, il est possible d'évaluer au préalable ses performances dans une application spécifique, ce qui permet de sélectionner le matériau graphite adéquat.

Contrôle de la qualité : Dans le processus de production des produits en graphite, la densité est un indicateur de qualité important. En contrôlant les paramètres du processus de production pour s'assurer que le produit en graphite atteint la plage de densité attendue, la stabilité et la cohérence de la qualité du produit peuvent être garanties. Les produits dont la densité n'est pas satisfaisante peuvent affecter leurs performances et leur longévité en service.

Conclusion

En résumé, la densité du graphite est un facteur déterminant de ses propriétés mécaniques et, par conséquent, de ses applications industrielles. Ses applications potentielles s'étendant à divers secteurs, son importance dans le paysage industriel ne cesse de croître.