Quais são os usos do pó de grafite?

O pó de grafite é um tipo de material com muitas propriedades excelentes. Sua estrutura cristalina é de camada hexagonal, e os átomos de carbono na camada são unidos por ligações covalentes. Essa estrutura exclusiva confere ao pó de grafite muitas propriedades excelentes, fazendo com que ele tenha uma aplicação muito ampla e importante na indústria moderna e em muitos outros campos.

Usos industriais do pó de grafite

Indústria siderúrgica e metalúrgica

Carburador de aço

No processo de fundição do aço, você pode usar o pó de grafite como um carburador de aço. Na produção de aço, o aço fundido geralmente contém excesso de oxigênio. Isso afetará seriamente a qualidade do aço, como a redução da resistência do aço, o aumento da fragilidade e assim por diante. O pó de grafite pode reagir quimicamente com o oxigênio no aço fundido para desempenhar o papel de desoxidação. Para melhorar efetivamente a qualidade do aço, otimize os indicadores de desempenho, como resistência, tenacidade e ductilidade.

Pó de grafite usado para aditivos refratários

O pó de grafite também é amplamente utilizado como aditivo refratário. Devido à sua excelente resistência a altas temperaturas, ele pode suportar temperaturas extremamente altas sem derreter e se decompor. Quando adicionado a materiais refratários, como tijolos refratários, concretos refratários etc., ele pode aumentar significativamente a resistência ao fogo desses materiais. Assim, ele pode manter a integridade e a estabilidade da estrutura em um ambiente de alta temperatura. Além disso, prolongará muito a vida útil dos materiais refratários.

Indústria de máquinas

Usos do pó de grafite em lubrificantes secos

O pó de grafite é um lubrificante sólido seco ideal. Durante a operação mecânica, ocorre atrito entre muitas peças. E a estrutura em camadas do pó de grafite permite que ele forme uma película lubrificante contínua na superfície de atrito. Essa película pode reduzir efetivamente o coeficiente de atrito e o desgaste das peças. Normalmente, ela pode desempenhar um papel de lubrificação em alta temperatura, alta pressão e outras condições de trabalho adversas.

Camada de superfície de fundição

No processo de fundição, o pó de grafite é aplicado à camada de superfície da fundição. Ao fazer a moldeQuando o pó de grafite é aplicado de maneira uniforme na superfície interna do molde, isso pode facilitar a liberação da peça fundida após a formação. Ao mesmo tempo, também pode tornar a superfície da peça fundida mais lisa e plana. Além disso, reduz a margem de processamento e os procedimentos de processamento subsequentes, melhora a eficiência da produção e reduz os custos de produção. Além disso, o pó de grafite também pode desempenhar um certo papel de isolamento térmico no processo de fundição. Isso ajuda a controlar a taxa de solidificação da fundição e a melhorar a qualidade e o rendimento da fundição.

Usos do pó de grafite na indústria química

Transportador de catalisador

O pó de grafite tem uma grande área de superfície específica e boas propriedades de adsorção, o que o torna um excelente suporte de catalisador. Em muitas reações químicas, os componentes ativos do catalisador precisam ser uniformemente dispersos no suporte para melhorar a atividade e a seletividade do catalisador. O pó de grafite pode atender bem a esse requisito, carregando os ingredientes ativos do catalisador em sua superfície, fornecendo mais locais ativos para a reação química. Assim, ele promove a reação.

Materiais do eletrodo

O próprio pó de grafite também é um importante material de eletrodo. No setor eletroquímico, como a fabricação de eletrodos de células eletrolíticas, eletrodos de grafite são amplamente utilizados devido à sua boa condutividade elétrica e estabilidade química. No processo de eletrólise, o eletrodo de grafite pode conduzir a corrente de forma estável para garantir o progresso suave da reação eletrolítica.

Aplicações eletrônicas e elétricas

Materiais condutores

Tinta condutora para placa de circuito impresso (PCB)

No setor de eletrônicos, a placa de circuito impresso (PCB) é um dos principais componentes dos produtos eletrônicos. Você pode usar o pó de grafite para preparar tintas condutoras para placas de circuito impresso. Essa tinta condutora usa pó de grafite como principal componente condutor e forma um padrão de circuito condutor preciso na placa de circuito por meio do processo de impressão. Ela pode obter boas propriedades condutoras e de impressão em vários substratos de diferentes materiais. Além disso, oferece um forte suporte para a integração de alta densidade e multifuncionalidade de produtos eletrônicos.

Revestimento condutor

Você também pode usar o pó de grafite para preparar revestimentos condutores. O pó de grafite é misturado com resinas, solventes, etc. adequados. E é revestido em uma variedade de materiais de base, como plásticos, vidro, metal, etc., para formar um revestimento com boa condutividade elétrica. Além disso, o revestimento condutor revestimento também pode ser aplicado ao campo da eletricidade antiestática, como materiais de embalagem antiestática, pisos antiestáticos, etc., para evitar danos aos componentes eletrônicos causados pela eletricidade estática.

Fabricação de componentes eletrônicos

Resistores

Na fabricação de componentes eletrônicos, o pó de grafite pode ser usado para produzir resistores. O valor da resistência do resistor pode ser ajustado pelo controle preciso do tamanho da partícula, da pureza, da quantidade de adição e da proporção com outros materiais do pó de grafite. Ele pode fornecer valores precisos de resistência para esses circuitos a fim de garantir a operação normal do circuito e a transmissão precisa do sinal.

Eletrodo de grafite (para processamento de dispositivos eletrônicos)

Os eletrodos de grafite desempenham um papel importante na usinagem de dispositivos eletrônicos, especialmente na tecnologia de usinagem por descarga elétrica (EDM). O eletrodo de grafite se tornou um material de eletrodo comum em EDM devido ao seu alto ponto de fusão, boa condutividade elétrica e baixa perda. No processo de processamento, a descarga de pulso é gerada entre o eletrodo de grafite e a peça de trabalho. E a alta temperatura instantânea faz com que o material da peça derreta e vaporize, de modo a realizar o processamento preciso da peça de formato complexo.

Aplicativos de energia

Célula de combustível

Material da placa bipolar

Na tecnologia de célula de combustível, é possível usar o pó de grafite como material de placa bipolar. A placa bipolar à base de pó de grafite tem boa condutividade elétrica, alta estabilidade química e excelente propriedade de vedação de gás. Sua boa condutividade elétrica pode garantir a transmissão eficiente de elétrons na célula de combustível e reduzir a perda ôhmica; a estabilidade química permite que ela funcione de forma estável por um longo tempo no complexo ambiente de reação química da célula de combustível e resista à corrosão de ácidos, álcalis e outros meios; a vedação de gás garante que o combustível e o oxidante fluam em seus respectivos canais de fluxo sem vazamento e mistura.

Usos do pó de grafite em baterias de íons de lítio

Material do eletrodo negativo

O pó de grafite é um dos materiais anódicos mais usados em baterias de íons de lítio. O grafite tem uma estrutura típica em camadas com espaçamento moderado entre elas. Isso pode acomodar de forma reversível a inserção e a remoção de íons de lítio. Ao mesmo tempo, o material do ânodo de grafite tem as vantagens de uma plataforma de potencial de carga e descarga estável, bom desempenho de ciclo e custo relativamente baixo. Nas baterias comerciais de íon-lítio, os materiais de ânodo de grafite proporcionam desempenho eletroquímico estável e longa vida útil. Ele atende aos requisitos dos modernos dispositivos eletrônicos portáteis e veículos elétricos quanto à densidade de energia da bateria, densidade de potência e vida útil do ciclo.

Aditivos condutores

O pó de grafite é frequentemente usado como aditivo condutor em baterias de íon-lítio. No processo de preparação do eletrodo das baterias de íon-lítio, a adição de pó de grafite ao material do eletrodo positivo ou negativo pode melhorar significativamente a condutividade eletrônica do material do eletrodo. Como a reação do eletrodo das baterias de íon-lítio exige a rápida transmissão de elétrons, a adição de pó de grafite pode aumentar a condutividade eletrônica do material do eletrodo. A adição de pó de grafite pode criar uma boa rede condutora entre as partículas do material ativo e reduzir a resistência à polarização do eletrodo. Assim, melhora a eficiência de carga e descarga, o desempenho da taxa e a vida útil do ciclo da bateria.

Uso em outros campos

Proteção ambiental

Adsorvente para tratamento de esgoto

O pó de grafite tem uma aplicação importante no campo da proteção ambiental no tratamento de esgoto. Devido à sua grande área de superfície específica e à rica estrutura de poros, ele tem boa capacidade de adsorção de muitos poluentes no esgoto. Para íons de metais pesados no esgoto, o pó de grafite pode ser adsorvido na superfície por meio de atração eletrostática, troca de íons, etc. Assim, é possível reduzir o teor de metais pesados no esgoto e atingir o objetivo de purificar a qualidade da água. Ao mesmo tempo, para alguns poluentes orgânicos, como corantes, pesticidas, compostos fenólicos, etc., também é possível remover o pó de grafite de forma eficaz por meio de uma combinação de adsorção física e adsorção química.

Controle da poluição do ar

No controle da poluição do ar, o pó de grafite também desempenha um determinado papel. Em alguns processos de tratamento de gases residuais industriais, é possível usar o pó de grafite como adsorvente ou transportador de catalisador para participar da reação. Para gases nocivos na atmosfera, como dióxido de enxofre (SO2), óxidos de nitrogênio (NOx), etc., o pó de grafite pode ser separado do gás de escape por meio de adsorção. Isso reduz a quantidade de suas emissões para a atmosfera. Ao mesmo tempo, quando o pó de grafite é carregado com um grupo ativo de catalisador específico, ele também pode catalisar a conversão desses gases nocivos sob determinadas condições. Assim, ele pode ser convertido em substâncias ou compostos inofensivos que são mais fáceis de manusear.

Materiais de reforço

Compostos de matriz de polímero

No campo dos materiais de reforço, o pó de grafite pode ser usado para preparar compostos de matriz de polímero. A adição de pó de grafite à matriz de polímero, como polietileno, polipropileno, resina epóxi, etc., pode melhorar significativamente as propriedades dos materiais compostos. Ao mesmo tempo, também pode aprimorar as propriedades mecânicas dos materiais compostos. Tais como força, rigidez e resistência ao desgaste. Como a estrutura em flocos do pó de grafite pode desempenhar o papel de fortalecer e preencher a matriz de polímero, impedir a expansão de rachaduras, de modo que o material composto possa suportar forças externas maiores e prolongar sua vida útil.

Materiais compostos de matriz metálica

Você também pode usar o pó de grafite para preparar compostos de matriz metálica. As propriedades de atrito e desgaste e as propriedades autolubrificantes dos materiais metálicos podem ser aprimoradas com a introdução de pó de grafite na matriz metálica. Por exemplo, na base de alumínio, na base de cobre e em outros materiais compostos de matriz metálica, o pó de grafite formará uma camada de filme lubrificante na superfície do metal durante o processo de atrito. Isso reduz o coeficiente de atrito, reduz o desgaste e melhora a resistência ao desgaste e à corrosão do material.

Campo de impressão 3D

Nos materiais de impressão 3D, você pode usar o pó de grafite como um aditivo ou fase de reforço. A adição de pó de grafite a materiais de impressão 3D à base de plástico pode melhorar a condutividade elétrica e térmica do material. Assim, ele pode ser usado para fabricar peças impressas em 3D com função de blindagem eletromagnética, como carcaças de equipamentos eletrônicos, tampas de blindagem etc. Para atender às necessidades dos equipamentos eletrônicos de trabalhar normalmente em um ambiente eletromagnético complexo.

Fabricação de lápis

Um dos usos mais conhecidos do pó de grafite é a fabricação de lápis. A principal composição da grafite para lápis é uma mistura de pó de grafite e aditivos, como argila. O pó de grafite tem textura macia, com boa lubrificação e capacidade de coloração. No processo de escrita, ele pode facilmente deixar marcas claras e duradouras no papel. Ao ajustar a proporção entre o pó de grafite e a argila, a dureza e a escuridão da grafite podem ser alteradas para atender a diferentes necessidades de escrita e pintura.

Conclusão

Dos setores tradicionais aos campos de tecnologia emergentes, o pó de grafite pode atender aos requisitos de desempenho dos materiais. Com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia, a perspectiva de aplicação do pó de grafite é mais ampla, e espera-se que ele ajude a ciência dos materiais e o desenvolvimento social a atingir um novo patamar.