Che ruolo ha la grafite in scaglie nella nostra vita?
Esistono due tipi di grafite: una è la grafite naturale e l'altra è la grafite artificiale. Con il miglioramento della tecnologia di produzione, in molti casi la funzione della grafite artificiale non è inferiore a quella della grafite naturale. Tuttavia, la grafite naturale ha sempre mantenuto i suoi vantaggi unici in alcuni campi.
Tra le risorse naturali di grafite, la grafite in fiocchi (grafite cristallina) ha un basso accumulo, un alto valore, una buona conducibilità termica, lubrificazione e resistenza all'ossidazione, ed è ampiamente utilizzata nella metallurgia, nei macchinari, nell'industria chimica, nei refrattari, nell'industria aerospaziale e in altri settori, nonché uno dei materiali non metallici essenziali per lo sviluppo della moderna alta tecnologia.
La grafite in fiocchi è uno dei minerali più galleggianti in natura, grazie alla sua struttura a fiocchi e alle buone proprietà superficiali. Con lo sviluppo della tecnologia di riscaldamento e di lisciviazione acida, la purezza della grafite è sempre più elevata. Quando la purezza della grafite raggiunge il 99% - 99,99% o più, è stata ampiamente utilizzata nei compositi di carbonio, nell'industria elettronica, nei materiali di attrito, nella lubrificazione e in altri campi.
Il grafene
Il grafene è un tipo di materiale di carbonio con un'area superficiale specifica molto elevata e un ampio potenziale di applicazione, nettamente superiore ad altri prodotti in termini di capacità specifica, costo e durata.
Le materie prime sono principalmente legate ai tipi di prodotti e ai metodi di preparazione. Ad esempio, le materie prime della strippatura meccanica, della crescita epitassiale e della riduzione dell'ossido di grafite sono tutte grafite naturale a scaglie (cristallina), tra cui la grafite a scaglie grandi è più favorevole alla generazione di grafene; la materia prima dei film sottili di grafene preparati con il metodo della deposizione gassosa è un gas contenente carbonio, che non ha nulla a che fare con la grafite.
Grafite espansa
Come nuovo tipo di materiale funzionale di carbonio, la grafite espansa (EG) è un materiale sciolto e poroso simile a un verme, ottenuto dalle scaglie di grafite naturale dopo intercalazione, lavaggio, essiccazione ed espansione ad alta temperatura. Per produrre grafite espansa è necessario utilizzare grafite di grandi dimensioni, mentre la grafite a grana fine non può essere utilizzata o è difficile da utilizzare.
Oltre alle eccellenti proprietà della grafite naturale, come la resistenza al freddo e al calore, la resistenza alla corrosione e l'autolubrificazione, la grafite espansa possiede anche caratteristiche come la morbidezza, la resilienza alla compressione, l'adsorbimento, il coordinamento con l'ambiente ecologico, la biocompatibilità e la resistenza alle radiazioni che la grafite naturale non possiede. La grafite espansa ha un'ampia gamma di applicazioni e può essere utilizzata come riempitivo antincendio, medicazioni mediche, ma anche trasformata in grafite flessibile per materiali sigillanti.
Materiale per batterie a catodo di grafite
La grafite ha un'eccellente conduttività, 100 volte superiore a quella dei minerali non metallici in generale. È il materiale catodico più utilizzato per le batterie agli ioni di litio. Sia la grafite in scaglie che la grafite artificiale possono essere utilizzate come materiali anodici per le batterie, entrambe con i loro vantaggi. Tuttavia, la grafite simile al suolo non può essere utilizzata come materiale anodico per le batterie a causa della sua bassa capacità.
La grafite in fiocchi presenta molti vantaggi, come il prezzo basso, l'elevata conducibilità elettronica, l'alto coefficiente di diffusione degli ioni di litio, l'alta capacità di incorporazione e il basso potenziale di incorporazione. Tuttavia, ha un'elevata soglia di applicazione che richiede un ambiente di lavorazione e una tecnologia di lavorazione elevati da parte delle imprese. Il prezzo della grafite artificiale è elevato e la soglia di applicazione è bassa, inoltre non richiede un'elevata tecnologia di lavorazione e si sta sviluppando rapidamente. In sintesi, attualmente nelle batterie dei cellulari e delle macchine fotografiche sono presenti sia la grafite cristallina che la grafite artificiale e la loro percentuale è simile.
Materiale refrattario
La grafite in fiocchi ha un'eccellente resistenza agli shock termici e all'erosione delle scorie, e i suoi prodotti hanno le stesse proprietà di resistenza alle alte temperature e ad alta resistenza, che sono ampiamente utilizzate nell'industria orafa dei refrattari e dei rivestimenti avanzati, come l'agente di protezione dei lingotti nella produzione dell'acciaio, il rivestimento dei forni metallurgici, i mattoni di magnesia e carbonio, il crogiolo di grafite e così via.
Materiale lubrificante
La buona lubrificazione del materiale grafitico deriva dalla struttura cristallina della grafite. Più grande è la scala di grafite, più basso è il coefficiente di attrito e migliore è la lubrificazione.
La grafite in scaglie è spesso utilizzata come lubrificante nell'industria meccanica. L'emulsione di grafite prodotta dalla lavorazione profonda è un buon lubrificante per molte lavorazioni metalliche (trafilatura, trafilatura di tubi). Inoltre, i lubrificanti sono notevolmente ridotti quando vengono utilizzati ad alta velocità, alta temperatura e alta pressione, mentre il materiale antiusura in grafite può ancora lavorare a 200 ~ 2000 ℃ e ad alta velocità senza lubrificanti. Nelle apparecchiature per il trasporto di mezzi corrosivi, il materiale di grafite è ampiamente utilizzato anche per realizzare coppe di pistoni, anelli di tenuta e cuscinetti, in modo che anche l'operazione non richieda l'aggiunta di lubrificanti.
