Una gamma di usi della grafite: una panoramica

Con lo sviluppo dell'industria, la grafite svolge un ruolo importante e continuano a emergere nuovi usi della grafite. La grafite è un allotropo del carbonio, ovvero una sostanza composta da atomi di carbonio disposti e legati in modo specifico. Vediamo nel dettaglio alcune applicazioni della grafite.

Usi della grafite nell'industria

Industria dei semiconduttori

Il materiale di grafite utilizzato nei semiconduttori è di elevata purezza, particelle fini e resistenza alle alte temperature. Ad esempio, per la generazione di silicio a cristallo singolo e policristallino.

Industria aerospaziale e militare

Rispetto ad altri materiali, la grafite è resistente alla corrosione e leggera e può essere utilizzata per gli ugelli dei razzi e le guarnizioni dei freni degli aerei.

Elettrodi di grafite per forni ad arco

Come conduttore elettrico, elettrodo di grafite ha un'elevata conducibilità elettrica e non partecipa alla reazione chimica nei forni elettrici ad arco. Quando è acceso, genera una grande quantità di calore per la fusione dell'acciaio.

Elettrolisi dell'alluminio

Come anodo conduttivo autocotto per celle elettrolitiche, viene utilizzato per la fusione dell'alluminio. Si divide in anodi precotti ed elettrodi in pasta di carbonio.

Colata di metalli non ferrosi

Gli stampi in grafite hanno buone proprietà di lavorazione e sono utilizzati per ghisa, rame e leghe.

Industria meccanica

Utilizzati come cuscinetti, pistoni e materiali di tenuta, hanno una buona resistenza all'usura e proprietà di tenuta.

Reattori nucleari

Come materiale di decelerazione e materiale riflettente, l'elevata purezza e densità della grafite è adatta alle reazioni nucleari.

Lavorazione in elettroerosione

La grafite viene utilizzata come materiale per elettrodi per la lavorazione a scintilla, che è più economico e ha meno perdite rispetto ad altri materiali.

Industria elettrica

La resistenza della grafite è molto più bassa di quella dei metalli e viene utilizzata come resistore.

Lubrificanti a secco

La grafite naturale o la grafite sintetica sono polveri di grafite che hanno ottime proprietà di lubrificazione e sono largamente utilizzate come lubrificante.

Materiali refrattari

La grafite ha un'elevata stabilità termica, per cui viene utilizzata in ambienti ad alta temperatura come gli altiforni e le condutture. Compresi i mattoni refrattari, la polvere di colata continua, gli stampi di colata, ecc. Possono essere utilizzati come materiali di rivestimento per i forni di produzione dell'acciaio e possono essere impiegati anche nella colata continua dell'acciaio.

Fusione di terre rare

Principalmente anodi di grafite, crogioli di grafite (compresi quelli di argilla e grafite) ed elettrodi conduttivi utilizzati per la fusione. L'anodo di grafite è utilizzato nella fusione delle terre rare, nell'elettrolisi degli ossidi dei metalli delle terre rare e nella purificazione dei metalli. L'anodo è un materiale di consumo utilizzato nel processo di elettrolisi nell'industria della fusione delle terre rare, che esiste come anodo e partecipa alle reazioni chimiche.

Spazzole in grafite e carbonio

La grafite è un componente fondamentale delle spazzole di carbone utilizzate nei motori elettrici, nei generatori e negli alternatori per far scorrere la corrente elettrica. Nei motori e nei generatori viene utilizzata come conduttore per ricevere la corrente.

Fotovoltaico e LED

La grafite è ampiamente utilizzata nell'industria fotovoltaica di energia solare generazione. Ad esempio, i crogioli di grafite sono utilizzati nella produzione di silicio policristallino e monocristallino.

Settore energetico

I fogli di grafene possono migliorare le prestazioni delle batterie agli ioni di litio e dei supercondensatori e possono essere utilizzati anche nelle celle a combustibile. Con la continua crescita della domanda di fonti energetiche alternative, il grafene sta diventando sempre più popolare nei pannelli solari e nelle turbine eoliche.

Analisi spettrale

Prodotti in grafite utilizzati per la misurazione e la misura hanno un'elevata sensibilità analitica e sono anche buoni conduttori di elettricità e calore.

In Tecnologie delle batterie

La grafite sta diventando sempre più importante nelle tecnologie emergenti, come le batterie allo stato solido e di flusso al di fuori delle batterie agli ioni di litio. Per migliorare l'accumulo di energia sono essenziali l'efficienza di carica-scarica e la capacità.

Fonderia e fusione

Come materiale per gli stampi di colata continua, la grafite può sopportare grandi differenze di temperatura senza deformarsi o incrinarsi. Perché ha un basso coefficiente di espansione termica.

Grafite in polvere Metallurgiay

Il processo di sinterizzazione utilizza la grafite come lubrificante per ridurre l'attrito tra le particelle di metallo e gli stampi, consentendo di ottenere un'eccellente forma e compattezza dei prodotti metallici.

Grafite nei sistemi di scambio termico

L'eccellente conduttività termica e la resistenza alla corrosione fanno della grafite la scelta migliore per gli scambiatori di calore nei processi chimici e in altri settori che richiedono temperature elevate.

In Attuatori e sensori

I sensori industriali e di monitoraggio ambientale traggono vantaggio dalla conduttività e dalla sensibilità elettrica della grafite. I sensori e gli attuatori intelligenti sfruttano la sua capacità di percepire le variazioni di umidità, temperatura e pressione.

Medico

Ricerca e applicazione di materiali in grafite in organi interni artificiali, articolazioni artificiali, radici di denti e vasi sanguigni. Il suo peso ridotto e la sua robustezza la rendono perfetta per le applicazioni mediche che richiedono resistenza e biocompatibilità.

Tecnologia a membrana

I sistemi di filtrazione avanzati separano liquidi o gas utilizzando materiali di grafite nelle membrane, in particolare negli impianti di desalinizzazione e nelle unità di separazione dei gas. La sua resistenza chimica e la sua stabilità strutturale aumentano l'efficienza della filtrazione.

Rivestimenti e vernici anticorrosione

La grafite sta diventando sempre più importante nelle vernici e nei rivestimenti anticorrosione, in particolare per le infrastrutture marine e industriali. La sua resistenza agli ambienti difficili permette a ponti, navi e condutture di durare più a lungo.

Nanotubi di carbonio

Grazie alla sua grande resistenza e conducibilità elettrica, la grafite è un materiale precursore utilizzato per la produzione di nanotubi di carbonio, che possono essere utilizzati in qualsiasi campo, dall'elettronica alle apparecchiature mediche.

Attrezzature sportive

Le racchette da tennis in grafite sono leggere e flessibili e aumentano il comfort e la sicurezza dello sport.

Articoli di cancelleria

Le mina delle matite, gli inchiostri, i toner delle fotocopiatrici, ecc. sfruttano l'elevata resistenza alla flessione della grafite.

Conclusione

A causa del continuo emergere di nuove tecnologie e nuovi materiali, gli usi della grafite sono in aumento. Non solo nell'industria, ma anche nella vita quotidiana.