Els farcits de grafit són materials funcionals compostos per grafit com a material bàsic i es componen amb altres ingredients auxiliars. S’utilitzen àmpliament en segellat, lubricació, conductivitat elèctrica i resistència a la corrosió. El seu rendiment bàsic depèn principalment de la composició i la relació dels seus components principals, particularment de la qualitat del propi grafit i dels additius amb què es compongui.
Graphit: el component principal dels farcits de grafit
El grafit és el component principal dels farcits de grafit, normalment entre el 60% i el 95% de la formulació global, amb la proporció específica segons els requisits de l'aplicació. Tant el grafit natural com el sintètic es pot utilitzar com a matèries primeres, però les seves microestructures i propietats difereixen. El grafit natural (com el grafit de flocs) té una estructura de cristall en capes amb enllaços interceleradors febles, cosa que facilita la delaminació, donant lloc a una excel·lent lubricació -. En canvi, el grafit sintètic (com ara High - Temperatura calcinada de Petroleu Coke - basat en el grafit) és generalment més pur i té un menor contingut d’impuresa, cosa que el fa adequat per a aplicacions que requereixen estabilitat química estricta.
Les excel·lents propietats de Graphite la converteixen en un farciment bàsic:
1.
Self - Lubricació: les capes de grafit es llisquen fàcilment entre elles, reduint el desgast sota fricció seca o baixa - condicions de lubricació.
2.
Resistència a la temperatura alta: el grafit pot funcionar de manera estable fins a aproximadament 450 graus en aire i fins i tot més de 3000 graus en gas inert.
3.
Estabilitat química: el grafit presenta una bona resistència a la majoria de medis químics, a excepció d’àcids oxidants forts (com l’àcid nítric concentrat i l’àcid sulfúric).
4.
Conductivitat: el grafit té una conductivitat electrònica excel·lent, cosa que la fa adequada per a segellat conductiu o aplicacions antistàtiques.
Ingredients auxiliars: clau per millorar el rendiment global
Tot i que el grafit és el component principal, els farcits de grafit pur solen lluitar per satisfer les exigències de les condicions operatives complexes. Per tant, sovint s’afegeixen ingredients auxiliars per optimitzar el seu rendiment. Els ingredients auxiliars comuns inclouen:
1. Enllaços (com ara resines, gomes o òxids metàl·lics)
Els enquadernadors milloren la força i la formació mecànica dels farcits de grafit, fent -los adequats per a diverses tècniques de processament (com ara modelat, extrusió o impregnació). Per exemple:
• Enllaços de resina (com ara resines fenòliques i resines epoxi): augmenten la duresa i la resistència química del farcit, fent -les adequades per al segellat estàtic.
• Els aglutinants de cautxú (com el cautxú nitril i el fluororubber): milloren la flexibilitat i el rendiment de segellat dinàmic, adequat per a segells recíprocs o rotatius.
• Oxids metàl·lics (com l’òxid de zinc i l’òxid d’alumini): millorar la conductivitat tèrmica i la resistència a la temperatura-.
2.
Per millorar la resistència mecànica i la resistència al desgast dels farcits de grafit, sovint s’afegeixen fibres de reforç. Per exemple:
• Fibra de carboni: combina la resistència alta i alta - Resistència a la temperatura, adequada per a la temperatura alta - i alta - ambients de segellat de pressió.
• Fibra de vidre: baix cost i millora la resistència a la llàgrima del farcit.
• Fibra Aramid: ofereix una resistència al desgast extremadament elevada i resistència a la tracció, adequades per a condicions de funcionament extrems.
3. Lubricants sòlids (com el disulfur de molibdè i el politetrafluoroetilè (PTFE))
En algunes aplicacions de fricció de velocitat alta - o baix -, el grafit pot no proporcionar una lubricació suficient, de manera que s'afegeixen altres lubricants sòlids:
• Disulfur de molibdè (MOS₂): excel·lent rendiment a temperatures elevades i càrregues elevades, sovint utilitzades en combinació amb grafit.
• Politetrafluoroetilè (PTFE): té un coeficient de fricció extremadament baix i és adequat per segellar aplicacions que requereixen una fricció baixa.
Ajust de composició de farcits especials de grafit
La composició dels farcits de grafit es pot adaptar per adaptar -se a diferents aplicacions:
• Corrosió - Els farcits de grafit resistents: s’afegeixen pols metàl·lics com el níquel i la plata per millorar la resistència a l’àcid i alcalí.
• Farcadors de grafit conductius: augmenta la puresa del grafit i s’afegeixen nanotubs de coure o nanotubs de carboni per millorar la conductivitat.
• High-Purity Graphite Fillers: High-purity (>99%) El grafit sintètic s’utilitza per reduir les impureses, complint els requisits de les indústries de semiconductors i nuclears.
Els farcits de grafit es componen principalment de grafit, amb el rendiment optimitzat a través de la proporció científica de materials auxiliars com ara aglutinants, fibres de reforç i lubricants sòlids. El rendiment final depèn del tipus de grafit (natural o sintètic), de la seva puresa i de l’elecció dels components compostos. Amb els avenços en tecnologia industrial, la composició dels farcits de grafit es farà encara més perfeccionat per complir els requisits estrictes de les indústries aeroespacials, energètiques i químiques i equips finals -.
