Carbono grafite é um composto formado pela mistura de carbono amorfo com grafite. Você pode encontrá-lo em uma variedade de tons que variam entre preto e cinza-aço.
Características do Carbono Grafite
Você encontrará algumas características bem distintas específicas para o grafite de carbono que você quer usar. Vamos listar uma breve descrição de algumas delas:
Resistência à temperatura
O grafite de carbono pode ter um desempenho excepcionalmente bom em aplicações oxidantes com temperaturas entre 200°C e 600°C. Eles podem funcionar igualmente bem em aplicações não oxidantes com temperaturas em torno de 3000°C.
Devido ao seu baixo coeficiente de expansão térmica, eles são perfeitos para aplicações de temperatura criogênica entre -35°C e -270°C. Eles podem manter sua forma e tamanho em tais condições com apenas uma pequena variação.
Resistência à corrosão
O grafite de carbono pode suportar muitos elementos corrosivos. Você pode usá-los em aplicações com dióxido de enxofre, petróleo entre muitos outros produtos químicos sem causar impacto.
Isso ocorre porque os átomos de carbono neles são fortemente mantidos juntos por ligações covalentes formando estruturas hexagonais. A força dessas ligações resiste a qualquer forma de corrosão de tais produtos químicos.
Autolubrificante
As forças de Van der Waals que ligam o camadas de grafeno dentro do grafite de carbono são muito fracos. Isso significa que as camadas de grafeno podem facilmente esfregar em outra superfície em contato com o grafite de carbono.
O grafite de carbono preenche qualquer superfície áspera entre eles criando uma película dinâmica. Isso torna possível que ele lubrifique contra si mesmo, mesmo em aplicações em ambiente seco.
Porosidade
Quando o grafite de carbono é cozido durante a fabricação, os hidrocarbonetos são eliminados no processo de desgaseificação. O calor extremo empurra esse gás para fora, deixando uma rede porosa na estrutura de carbono amorfa.
A rede porosa significa que podemos impregná-la facilmente com aditivos como resinas e metais. Eles reforçarão seu grafite de carbono em termos de suas propriedades mecânicas e químicas.
Como o grafite de carbono é feito
Podemos criar grafite de carbono combinando carbono amorfo com grafite. Lembre-se de que esses dois tipos de carbono têm características físicas e mecânicas diferentes.
As características desejáveis do carbono amorfo incluem resistência ao desgaste, força física e dureza. Você encontrará uma estrutura fraca e macia no grafite que o torna autolubrificante.
Os dois são primeiro misturados com e então piche de alcatrão de hulha é adicionado como um ligante. A mistura é então colocada em moldes do formato desejado e então comprimida.
Após a moldagem por compressão, essas peças precisam ser torradas em temperaturas extremamente altas. Esse processo é realizado para permitir que o piche de alcatrão de hulha carbonize.
Isso forma um componente sólido forte tendo carbono e grafite. É resistente à compressão e não mostra efeito quando exposto a testes de carga extremamente pesados.
O grafite de carbono é então colocado em um forno e assado em temperaturas muito altas. Isso leva à liberação de gases, onde os hidrocarbonetos são expelidos da estrutura sólida.
É aqui que o grafite de carbono atinge sua porosidade a partir da rede de buracos criada. Você basicamente tem uma estrutura que parece uma esponja preta sólida.
Para melhorar as propriedades químicas e mecânicas, podemos impregnar esses furos com metal, resinas e muitos outros enchimentos. Dependendo da aplicação, eles melhorarão suas propriedades térmicas e o fortalecerão.
Carbono Grafite Vs Grafite
Grafite de carbono e grafite podem ser todos feitos de carbono, mas são dois elementos diferentes. Para começar, sabemos que o grafite é feito inteiramente de átomos de carbono estruturados em um design particular.
Isso o torna um alótropo de carbono, assim como o diamante. Por outro lado, você obtém carbono grafite misturando carbono amorfo e grafite puro usando um ligante.
Isso funde as propriedades físicas e mecânicas de ambos os componentes. Isso torna o grafite de carbono superior em qualidades físicas e mecânicas ao grafite.
Benefícios do Carbono Grafite
Ao usar grafite de carbono em sua aplicação, você pode ganhar vários benefícios principalmente de suas propriedades. Podemos dar uma olhada profunda em alguns deles abaixo:
Aplicação em alta faixa de temperatura
Você pode usar eletrodos de grafite em uma ampla faixa de temperaturas, de aplicações não oxidadas, oxidadas e criogênicas. Isso lhe dá uma operação de cerca de -270°C a temperaturas ligeiramente acima de 3000°C.
Ambientes úmidos e secos
Como são autolubrificantes, você não precisa adicionar nenhuma lubrificação onde a aplicação tem condições secas. Essa lubrificação também não pode ser lavada, diferentemente do óleo e da graxa em aplicações em ambientes úmidos.
Dimensionalmente estável
O coeficiente de expansão térmica do grafite de carbono é muito baixo, o que significa que a temperatura não tem impacto significativo em seu tamanho. Isso significa que ele não se expande/contrai ou deforma facilmente em condições extremas de temperatura.
Resistente ao desgaste
Você pode ter certeza do excelente desempenho do seu grafite de carbono porque ele não se desgasta facilmente. Isso se deve às suas excelentes propriedades térmicas combinadas com o fato de que ele pode se autolubrificar.
Resistência à corrosão
Sendo quimicamente inativo, você pode aplicá-lo facilmente em ambientes corrosivos. Ele também é protegido dos efeitos da oxidação por impregnantes porosos, como sal.
Alta condutividade térmica
Isso significa que seu grafite de carbono pode dissipar ou transferir calor gerado em sua aplicação por atrito. Materiais com baixa condutividade térmica normalmente transferem calor operacional a uma taxa muito baixa.
Grafite de carbono para peças especiais
Se você já esteve em uma situação em que teve que substituir uma peça especial, então o grafite de carbono deve ter sido uma opção. A maioria das pessoas prefere o grafite de carbono como um substituto para isso por vários motivos.
Além de ter excelentes propriedades naturais autolubrificantes, o grafite de carbono pode suportar altas temperaturas e corrosão. Além disso, é forte e duro, garantindo assim durabilidade para sua peça.
Como é termicamente estável, você pode usá-lo confortavelmente em áreas propensas à corrosão e a efeitos químicos. Se você quiser melhorar sua versatilidade, pode impregná-lo facilmente com inibidores de oxidação ou até mesmo resinas.
Se você puder usinar com precisão, você pode obter peças que acabaram de estoque. Você pode até mesmo ter a peça mais obscura usinada com a garantia de que ela resistirá ao teste do tempo.
Aplicações do Carbono Grafite
O grafite de carbono é um material versátil que você pode usar em muitas aplicações em vários setores. Isso é importante devido à sua capacidade de suportar altas temperaturas, autolubrificação e boas propriedades térmicas.
Podemos analisar sua aplicação com base nos componentes que podemos fazer dela. Alguns deles incluem:
- Sedes de válvulas de esfera
- Vários tipos de buchas e rolamentos
- Fabricação de palhetas utilizadas em diversas bombas industriais
- Fabricação de peças especiais
- Vários selos, como faces de selos mecânicos e anéis de vedação em aplicações criogênicas
- Placas de desgaste
Conclusão
O grafite de carbono pode oferecer uma ampla variedade de vantagens quando usado em suas aplicações. Com sua ligação carbonácea que pode suportar altas temperaturas, eles combinam vários elementos de carbono e grafite.
Ele pega a característica autolubrificante do grafite e a mistura com a força e resistência ao desgaste do carbono. Eles podem ser aprimorados com vários impregnantes para dar a você um material formidável com excelentes características químicas e mecânicas.
Mais recursos:
Grafite – Fonte: WIKIPEDIA
Propriedades do grafite – Fonte: BRITANNICA
