Cos'è il blocco di grafite
Un blocco di grafite è una forma solida di grafite, un elettrodo di grafite grafitato o una pressatura isostatica di polvere di grafite ricavata da grafite artificiale e quindi lavorata in vari stampi di grafite.
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Vantaggi dei blocchi di grafite
● I blocchi di grafite vengono utilizzati per realizzare prodotti capaci e affidabili.
● I blocchi di grafite producono elettrodi che presentano elevate proprietà di conduttività elettrica oltre a buone proprietà refrattarie (ad esempio, elevata resistenza allo shock termico e bassa dilatazione termica).
● I blocchi di grafite presentano elevata resistenza meccanica, elevata conduttività termica e alta densità.
● I blocchi di grafite sono altamente lavorabili.
● Questi materiali sono chimicamente stabili e leggeri.
● Resistenza ai metalli caldi
Nei sistemi di fusione dell'alluminio, per le pareti laterali e i rivestimenti vengono utilizzati blocchi di qualità perché hanno un'elevata solubilità e sono resistenti alla presenza di metallo caldo. Poiché i blocchi hanno una porosità limitata e un ciclo di vita lungo, il metallo non può permearli.
● Resistenza termica
Una delle cause principali dei guasti dei blocchi e dei problemi con il rivestimento e le pareti laterali dei forni è la resistenza termica, o calore. Il ciclo di vita è prolungato utilizzando esclusivamente blocchi di carbonio di prima qualità e il mix di riempitivi, sigillanti e procedure di produzione dei blocchi garantisce un utilizzo continuo anche nelle applicazioni più impegnative.
Tipi di blocchi di grafite
I diversi tipi di blocchi di grafite includono:
Blocco di grafite pirolitica
Un blocco di grafite pirolitica è di elevata purezza. Viene realizzato inserendo parti di grafite ad elevata purezza nel forno, aggiungendo azoto e metano sotto vuoto ad alte temperature e quindi producendo un rivestimento nel blocco di grafite. I blocchi di grafite pirolitica hanno una maggiore resistenza all'ossidazione rispetto ai normali blocchi di grafite.
Blocchi di grafite amorfa
I blocchi di grafite amorfa sono formati da grafite amorfa che è formata dal metamorfismo di contatto tra un agente di metamorfismo e un filone di carbone antracite. Questo tipo di grafite è la grafite microcristallina. Questo tipo di grafite ha un contenuto di ceneri maggiore rispetto ad altri tipi di grafite.
Blocchi di grafite in scaglie
Questi blocchi sono formati da grafite in scaglie naturali che viene prodotta quando il materiale di carbonio viene sottoposto a pressioni e temperature elevate. La grafite in scaglie si trova solitamente nelle rocce metamorfiche.
Blocchi di grafite con vena cristallina
Questi tipi di blocchi di grafite sono costituiti da grafite pirolitica che si sospetta sia una sostanza pirolitica naturale. I blocchi di grafite venata cristallina sono di alta qualità con un contenuto di grafite che varia dal 94 al 99%. I campioni più puri di questo tipo di grafite provengono dal centro della vena. La vena cristallina produce blocchi di grafite che sono più conduttivi elettricamente e termicamente rispetto ad altri tipi di grafite naturale.
Blocchi di grafite sintetica
Questi tipi di blocchi sono realizzati in grafite sintetica, composta da coke e pece. La grafite sintetica ha una purezza maggiore rispetto alla grafite naturale. Esistono due tipi di grafite sintetica. Esistono due tipi di grafite sintetica, elettrografite e grafite sintetica.
Come vengono realizzati i blocchi di grafite
Il blocco di grafite si ottiene mescolando scaglie di grafite di qualsiasi dimensione con fogli di ossido di grafene e sottoponendo la miscela a temperatura e pressione elevate. Con questo metodo si possono ottenere blocchi di grafite di grandi dimensioni in modo economico e veloce.
Esistono molti tipi diversi di processi utilizzati nella produzione di blocchi di grafite. I metodi più comunemente utilizzati sono lo stampaggio, l'estrusione e la pressatura isostatica. Il processo di produzione dei blocchi di grafite segue molte fasi diverse. La prima fase è la frantumazione e la macinazione. Il processo inizia con la frantumazione e la macinazione. Successivamente, il materiale viene miscelato e impastato, seguito da frantumazione e vagliatura. La fase successiva prevede la pressatura, la tostatura e l'impregnazione. Nelle fasi finali, la grafite viene sottoposta a grafitizzazione, lavorazione e test. Alla fine, viene prodotto il prodotto finale.
Perché scegliere i blocchi di grafite
I componenti principali di un blocco di carbone sono i granuli di carbone attivo e una sostanza legante che consente ai granuli di carbone di mantenere una posizione statica l'uno rispetto all'altro. Per garantire prestazioni costanti e impedire la canalizzazione dell'acqua, frequente con il carbone attivo granulare (GAC), il blocco di carbonio immobilizza le particelle di carbonio. In un recipiente a pressione o in una cartuccia chiusa, il GAC è normalmente imballato in un letto sciolto. La colonna sciolta di carbonio è attraversata dall'acqua, che segue il percorso di minor resistenza. Utilizzando un blocco di carbonio, viene creata una cartuccia con determinate dimensioni. I tappi terminali vengono utilizzati per convogliare l'acqua attraverso i pori statici del blocco di carbonio.
Grazie alla struttura dei pori uniforme tra ogni singolo granulo di carbonio, i blocchi di carbonio possono ridurre i contaminanti in modo più efficace rispetto ad altri materiali. Grazie alla struttura porosa uniforme del blocco di carbone e al tempo di contatto più lungo con il mezzo filtrante, il blocco ha una maggiore capacità di rimuovere gli agenti inquinanti. Sia le applicazioni GAC che quelle a blocchi di carbonio utilizzano spesso il carbonio nella filtrazione dell'acqua POU. Tuttavia, rispetto al GAC, i blocchi di carbonio hanno una migliore efficienza e più particelle di carbonio, il che consente di ridurre o eliminare i contaminanti in un tempo di contatto inferiore. Inoltre, il fattore di forma ridotto consente ai produttori di blocchi di carbone di creare filtri per l'acqua ad alte prestazioni in design di prodotto più compatti e vari.
Grazie alla sua elevata efficacia nell’eliminazione delle impurità, al costo relativamente economico, al design compatto, all’uso di risorse rinnovabili, al fattore di forma ridotto e alla resistenza allo sviluppo batterico, un blocco di carbonio è spesso un’opzione superiore nelle applicazioni di filtraggio dell’acqua.
Come viene estratta la grafite
La grafite si distingue per la sua struttura cristallina esagonale. Per estrarlo vengono utilizzate sia tecniche di estrazione a cielo aperto che sotterranee. Il minerale presente in natura è ampiamente distribuito ed estratto in tutto il mondo.
Le procedure geologiche, di estrazione e di purificazione determineranno le caratteristiche delle scaglie della grafite. Le caratteristiche delle scaglie determinano quindi l'applicazione della grafite, che va da rivestimenti, matite, batterie, polvere di metallo e getti fino ai lubrificanti.
In base alle sue caratteristiche fisiche e chimiche sottostanti, la grafite naturale è divisa in tre tipi: scaglie o microcristallina, macrocristallina e venata o grumo. Poiché queste tre forme di grafite si trovano in varie posizioni geologiche, ciascuna di esse ha proprietà uniche. Mentre sia l'estrazione a cielo aperto che quella sotterranea vengono utilizzate per estrarre la grafite in scaglie e macrocristallina, solo l'estrazione sotterranea viene utilizzata per ottenere la grafite in pezzi, che ottiene lo Sri Lanka.
● Estrazione a cielo aperto
La roccia o i minerali vengono estratti da una fossa o da un tunnel a cielo aperto durante l'estrazione a cielo aperto. Quando il minerale è vicino alla superficie terrestre e il deposito è coperto da un sottile strato di materiale superficiale, vengono utilizzati metodi a cielo aperto.
L'estrazione in cava è un tipo di estrazione mineraria di superficie utilizzata per estrarre la grafite dalle rocce praticando dei fori attraverso di esse o facendole esplodere con esplosivi di dinamite, quindi spaccando la roccia con acqua o aria compressa. Sia le tecniche di estrazione a cielo aperto che quelle sotterranee utilizzano l'estrazione in pozzo, che comporta la perforazione di un foro per accedere al minerale, la creazione di un liquame con acqua attraverso un tubo e quindi il pompaggio dell'acqua e del minerale nel serbatoio di stoccaggio per un'ulteriore lavorazione.
Il minerale di roccia dura viene trattato con tecniche di perforazione e sabbiatura per rilasciare massicce scaglie di grafite, che vengono successivamente frantumate e lavorate prima di essere flottate. Le locomotive (o, nelle nazioni meno sviluppate, picconi, pale e carri) trasportano la grafite recuperata in superficie o in fabbrica per un'ulteriore lavorazione.
● Montaggio sotterraneo
Nei casi in cui il minerale si trova a una profondità maggiore, viene utilizzata l'estrazione sotterranea. I metodi utilizzati per estrarre la grafite sotterranea sono l'estrazione alla deriva, l'estrazione di rocce dure, l'estrazione di pozzi e l'estrazione in pendenza. Raggiungere i minerali più profondi richiede l'uso dell'estrazione a pozzo. Per l'entrata e l'uscita dei macchinari pesanti e dei minatori ci sono pozzi o tunnel.
Per il trasporto del minerale estratto viene utilizzato un pozzo diverso e per la ventilazione un pozzo d'aria. L'estrazione in pendenza aiuta a raccogliere il minerale che si trova parallelamente alla terra utilizzando pozzi inclinati non eccessivamente profondi. Uomini e carichi vengono trasportati tramite trasportatori attraverso diversi pozzi. L'estrazione mineraria alla deriva viene generalmente effettuata nelle aree montuose.
Applicazioni dei blocchi di grafite
I blocchi di grafite vengono utilizzati nei forni di grafitizzazione, nei forni di carburo di silicio e in altri forni metallurgici. Sono utilizzati come materiale conduttivo per i rivestimenti dei forni nei forni a resistenza. Vengono utilizzati anche per scambiatori di calore impermeabili in grafite. I blocchi di grafite sono più comunemente utilizzati nelle industrie metallurgiche, elettroniche, siderurgiche e chimiche. I prodotti realizzati con blocchi di grafite sono di eccellente qualità e hanno prestazioni stabili.
I blocchi di grafite vengono utilizzati nella lavorazione dei metalli come elettrodi. Questi elettrodi presentano elevate proprietà di conduttività elettrica nonché buone proprietà refrattarie come elevata resistenza allo shock termico e bassa dilatazione termica. Altre applicazioni dei blocchi di grafite includono il loro utilizzo nelle applicazioni di stampi per pressatura a caldo e come ugelli per la colata continua di metalli. I blocchi di grafite vengono utilizzati per creare lastre di grafite utilizzate come scarpe di raccolta per i treni elettrici, anche se il loro utilizzo diminuirà a causa della guida ad alta velocità.
I blocchi di grafite policristallina sono uno dei migliori materiali utilizzati nelle applicazioni di fissione nucleare grazie alla loro elevata efficienza di moderazione e alla sezione trasversale a basso assorbimento per i neutroni. I blocchi di grafite sono utilizzati nei reattori raffreddati a gas ad alta temperatura. In questi reattori i materiali di grafite vengono utilizzati come riflettori permanenti sulla parte esterna. All'interno vengono utilizzati come riflettori sostituibili. Al centro, vengono utilizzati come blocchi di elementi combustibili e come rivestimento di piccole particelle di carburante.
Resistenza alle alte temperature:Il blocco di grafite è uno dei materiali resistenti alle alte temperature attualmente conosciuti. Il suo punto di fusione è 3850 gradi ±50 gradi e il suo punto di ebollizione raggiunge 4250 gradi. Ha 10S sotto un arco a temperatura ultraelevata di 7000 gradi e la perdita di grafite è piccola. La perdita di grafite è dello 0,8% in peso. Si può vedere che la resistenza alle alte temperature della grafite è molto importante.
Speciale resistenza allo shock termico:La grafite ha una buona resistenza agli shock termici, cioè quando la temperatura cambia improvvisamente, il coefficiente di dilatazione termica è piccolo, quindi ha una buona stabilità termica e non si spezzerà quando la temperatura cambia rapidamente.
Conducibilità termica e conducibilità elettrica:La grafite ha una buona conduttività termica ed elettrica. Rispetto ai materiali ordinari, la sua conduttività termica è piuttosto elevata. È 4 volte superiore all'acciaio inossidabile e 2 volte superiore all'acciaio al carbonio. Il generale non metallico è 100 volte superiore.
Lubrificazione:Le prestazioni lubrificanti della grafite sono simili a quelle del bisolfuro di molibdeno e il coefficiente di attrito è inferiore a 0.1. Le sue prestazioni lubrificanti variano con la dimensione delle squame. Più grandi sono le scaglie, minore è il coefficiente di attrito e migliore è il potere lubrificante.
Stabilità chimica:La grafite ha una buona stabilità chimica a temperatura ambiente ed è resistente alla corrosione da acidi, alcali e solventi organici.
Processo di produzione dei blocchi di grafite
Le principali materie prime dei prodotti in blocchi di grafite sono il coke di petrolio calcinato di alta qualità. Dopo la frantumazione, la vagliatura, la macinazione e altri processi, come adesivo viene utilizzata la pece di catrame di carbone. Durante il riscaldamento e l'eliminazione delle componenti volatili, viene miscelato in modo completo fino a renderlo una pasta dotata di forte plasticità. I prodotti in pasta vengono messi nello stampo e formati mediante stampaggio a vibrazione. Durante il processo di formatura, vengono eseguiti contemporaneamente il riscaldamento, la pressurizzazione e il pompaggio del vuoto, al fine di garantire l'uniformità e la consistenza della qualità interna ed esterna del prodotto, dopo aver mantenuto la pressione statica nello stampo per un certo tempo , il prodotto può essere separato dallo stampo ed entrare nel successivo processo di tostatura con il tempo di produzione più lungo. Il ciclo di produzione del blocco di grafite è di 90-115 giorni.
Le proprietà del blocco di grafite
Il punto di fusione della grafite resistente alle alte temperature è di 3850±50 gradi, anche dopo la combustione ad arco ad alta temperatura, la perdita di peso è molto piccola, il coefficiente di dilatazione termica è molto piccolo. La forza della grafite aumenta con l'aumento della temperatura. A 2000 gradi, la resistenza della grafite è raddoppiata.
La conduttività elettrica e termica della grafite è cento volte superiore a quella del minerale non metallico generale. La conduttività termica è superiore a quella dell'acciaio, del ferro, del piombo e di altri materiali metallici. La conduttività termica diminuisce con l'aumentare della temperatura e, anche a temperature elevate, la grafite diventa adiabatica. La grafite conduce l'elettricità perché ciascun atomo di carbonio nella grafite forma solo tre legami covalenti con altri atomi di carbonio e ciascun atomo di carbonio conserva ancora un elettrone libero per trasportare la carica.
Le prestazioni di lubrificazione della grafite lubrificante dipendono dalla dimensione delle scaglie di grafite, maggiore è la scaglia, minore è il coefficiente di attrito, migliore è la prestazione di lubrificazione.
Stabilità chimica La grafite a temperatura ambiente ha una buona stabilità chimica, può resistere alla corrosione di acidi, alcali e solventi organici.
La plasticità della grafite è buona e può essere arrotolata in un foglio molto sottile.
La grafite resistente agli shock termici a temperatura ambiente, se utilizzata, può sopportare il drammatico cambiamento di temperatura senza distruzione, la mutazione della temperatura, il volume della grafite cambia poco, non produce crepe.
La proprietà più notevole e più unica della grafite sono le sue incredibili proprietà termiche. Non solo conduce molto bene il calore, ma ha anche valori CTE (coefficienti di espansione termica) impressionanti e il materiale è molto difficile da sciogliere, producendo un punto di fusione estremamente elevato. Infatti, tecnicamente parlando, la grafite non ha punto di fusione finché non si arriva a circa 100 atmosfere. E a quel punto, il punto di fusione è tra 3,600-4,200 gradi K, che sono circa 6,000-7,000 gradi F. Si tratta di circa due terzi della temperatura del nostro fotosfera del sole. E proprio come l’anidride carbonica, il materiale passa direttamente dallo stato solido allo stato gassoso. Pertanto, il carbonio è sicuramente uno dei materiali più indicati quando si tratta di applicazioni che coinvolgono calore e trasferimenti di calore.
1. Punto di fusione
A causa del sorprendente punto di fusione del materiale, la grafite viene spesso utilizzata per realizzare crogioli, prodotti stampati e piastre speciali (o rivestimenti murali) per forni ad alta temperatura e sistemi antincendio, stanze, armadietti, casseforti, ecc. Molti prodotti di consumo che sono possono essere stampati e spesso utilizzano stampi in grafite per fabbricarli. Tuttavia, prima che un prodotto possa essere stampato, è necessario un materiale fuso. È qui che entra in gioco un crogiolo. Quando i metallurgisti fondono per la prima volta un materiale, vengono generalmente utilizzati crogioli di grafite per fonderlo e trattenerlo, prima che possano essere versati. Quindi, quando questi materiali fusi vengono versati in una cavità (lingottiere, stampi a iniezione, stampi per soffiaggio, stampi per colata, ecc.), i materiali in grafite vengono spesso utilizzati anche per gli stampi veri e propri. Ciò è ovviamente dovuto alla naturale resistenza della grafite e all'immunità alle temperature estremamente elevate. Le fibre di carbonio vengono utilizzate anche in materiali ritardanti di fiamma, inclusi articoli indossabili, mobili e altri prodotti domestici. Sebbene questi prodotti possano prendere fuoco e continuino a prendere fuoco, le fibre di carbonio che vengono inserite, miscelate e tessute in questi materiali spesso riducono l'infiammabilità complessiva e talvolta offrono anche caratteristiche autoestinguenti. Il carbonio non viene utilizzato solo nei materiali ignifughi, ma anche nei sistemi ignifughi, sotto forma di lastre di grafite. Queste piastre sono spesso posizionate lungo le pareti delle stanze, degli armadietti e delle casseforti per proteggerle (e, in definitiva, il loro contenuto) dal fuoco.
2. Elevata conduttività termica
La grafite possiede anche notevoli proprietà di trasferimento del calore. Ciò è inevitabilmente dovuto alla loro impressionante conduttività termica. Molti materiali in grafite hanno conduttività fino a 120-240 W/m grado K (70-140 grado F). La conduttività di alcuni compositi di grafite viene misurata fino a 1,000-2,000 W/m grado K. I materiali con un'elevata conduttività termica (materiali come questi) vengono spesso utilizzati in applicazioni in cui il calore l'energia deve essere dissipata. Dissipatori di calore, scudi termici e scambiatori di calore sono ottimi esempi in questo caso. Molti sono realizzati in compositi di grafite e carbonio. A volte le fibre di carbonio vengono utilizzate nelle schede madri e nei circuiti stampati per dissipare il calore lontano dai componenti critici e sensibili al calore. Questi stessi materiali vengono utilizzati anche nei sistemi di gestione termica dei LED e nei nuclei termici dell'avionica avanzata.
3. Basso coefficiente di dilatazione termica
La grafite è unica anche per le sue proprietà di espansione termica (CTE). In genere, quando un materiale o una sostanza viene riscaldato, si espande. Tuttavia, la grafite ha un coefficiente di dilatazione termica notevolmente basso; ciò significa che può essere riscaldato ed esposto a temperature estremamente elevate senza espandersi troppo. Ciò è molto utile e molto importante quando si tratta di componenti di forni, stampi utilizzati nell'industria degli stampi, strumenti per la lavorazione del vetro e persino alcuni materiali epossidici e paste termiche.
La nostra fabbrica
Henan Daking Import and Export Co., Ltd. (Henan Daking in breve) è uno dei produttori cinesi di produzione, ricerca e sviluppo e vendita professionali di stampi in grafite. L'azienda si impegna a fornire ai clienti materie prime di grafite di alta qualità e lavorazione di prodotti di grafite di precisione. Le materie prime utilizzate dalla nostra azienda, come la grafite pressata isostatica, la grafite stampata e la grafite EDM, hanno le caratteristiche di elevata resistenza, buona resistenza agli shock termici, resistenza alle alte temperature, resistenza alla corrosione e forte resistenza all'ossidazione.
Domande frequenti
Siamo produttori e fornitori professionali di blocchi di grafite in Cina, specializzati nella fornitura di servizi personalizzati di alta qualità. Ti diamo un cordiale benvenuto nell'acquisto di blocchi di grafite di alta qualità prodotti in Cina qui dalla nostra fabbrica.