Grafite isostatica, nota anche come grafite formata isostaticamente, si riferisce a un metodo in cui una miscela di materie prime viene compressa in blocchi rettangolari o rotondi in un sistema chiamato pressatura isostatica a freddo (CIP). La pressatura isostatica a freddo è un metodo di lavorazione dei materiali in cui le variazioni di pressione di un fluido confinato e incomprimibile vengono trasmesse invariabilmente a ogni parte del fluido, inclusa la superficie del suo contenitore.
Rispetto ad altre tecniche come l'estrusione e la formatura a vibrazione, la tecnologia CIP produce la grafite sintetica più isotropa.Grafite isostaticainoltre ha tipicamente la dimensione del grano più piccola di qualsiasi grafite sintetica (circa 20 micron).
Processo di produzione della grafite isostatica
La pressatura isostatica è un processo a più fasi che permette di ottenere blocchi estremamente uniformi e con parametri fisici costanti in ogni parte e punto.
Proprietà tipiche della grafite isostatica:
• Resistenza al calore e agli agenti chimici estremamente elevata
• Eccellente resistenza agli shock termici
• Elevata conduttività elettrica
• Elevata conduttività termica
• Aumenta la resistenza con l'aumentare della temperatura
• Facile da lavorare
• Può essere prodotto con purezza molto elevata (<5 ppm)
Produzione digrafite isostatica
1. Coca Cola
Il coke è un componente prodotto nelle raffinerie di petrolio riscaldando il carbon fossile (600-1200°C). Il processo viene effettuato in forni da coke appositamente progettati utilizzando gas di combustione e un apporto limitato di ossigeno. Ha un potere calorifico più elevato rispetto al carbone fossile convenzionale.
2. Frantumazione
Dopo aver controllato la materia prima, questa viene frantumata fino ad una certa dimensione delle particelle. Appositi macchinari per la macinazione del materiale trasferiscono la finissima polvere di carbone ottenuta in appositi sacchi e la classificano in base alla granulometria.
Pece
È un sottoprodotto della cokefazione del carbon fossile, cioè della tostatura a 1000-1200°C senza aria. La pece è un liquido nero denso.
3. Impastare
Una volta completato il processo di macinazione del coke, viene miscelato con la pece. Entrambe le materie prime vengono miscelate ad alta temperatura in modo che il carbone possa sciogliersi e combinarsi con le particelle di coke.
4. Seconda polverizzazione
Dopo il processo di miscelazione si formano piccole sfere di carbone che devono essere nuovamente macinate fino a ridurle in particelle molto fini.
5. Pressatura isostatica
Una volta preparate le particelle fini della dimensione richiesta, segue la fase di pressatura. La polvere ottenuta viene posta in stampi di grandi dimensioni, le cui dimensioni corrispondono alla dimensione del blocco finale. La polvere di carbonio nello stampo è esposta ad alta pressione (più di 150 MPa), che applica la stessa forza e pressione alle particelle, disponendole simmetricamente e quindi distribuite uniformemente. Questo metodo consente di ottenere gli stessi parametri della grafite in tutto lo stampo.
6. Carbonizzazione
La fase successiva e più lunga (2-3 mesi) è la cottura in forno. Il materiale pressato isostaticamente viene posto in un grande forno, dove la temperatura raggiunge i 1000°C. Per evitare eventuali difetti o crepe, la temperatura nel forno è costantemente controllata. Al termine della cottura, il blocco raggiunge la durezza richiesta.
7. Impregnazione della pece
A questo punto il blocco può essere impregnato di pece e bruciato nuovamente per ridurne la porosità. L'impregnazione viene solitamente effettuata con una pece avente viscosità inferiore rispetto alla pece utilizzata come legante. La viscosità inferiore è necessaria per riempire gli spazi vuoti in modo più accurato.
8. Grafitizzazione
In questa fase la matrice degli atomi di carbonio è stata ordinata e il processo di trasformazione da carbonio a grafite è detto grafitizzazione. La grafitizzazione è il riscaldamento del blocco prodotto ad una temperatura di circa 3000°C. Dopo la grafitizzazione, la densità, la conduttività elettrica, la conduttività termica e la resistenza alla corrosione vengono notevolmente migliorate e anche l'efficienza della lavorazione viene migliorata.
9. Materiale grafite
Dopo la grafitizzazione, è necessario controllare tutte le proprietà della grafite, comprese la dimensione dei grani, la densità, la resistenza alla flessione e alla compressione.
10. Elaborazione
Una volta che il materiale è completamente preparato e controllato, può essere prodotto secondo i documenti del cliente.
11. Purificazione
Se la grafite isostatica viene utilizzata nelle industrie dei semiconduttori, del silicio monocristallino e dell'energia atomica, è richiesta un'elevata purezza, quindi tutte le impurità devono essere rimosse con metodi chimici. La pratica tipica per rimuovere le impurità di grafite consiste nel posizionare il prodotto grafitato in un gas alogeno e riscaldarlo a circa 2000°C.
12. Trattamento superficiale
A seconda dell'applicazione della grafite, la sua superficie può essere rettificata e avere una superficie liscia.
13. Spedizione
Dopo la lavorazione finale, i dettagli in grafite finiti vengono imballati e inviati al cliente.
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Orario di pubblicazione: 14 settembre 2024