El grafito es una modificación natural del carbono: sus átomos se disponen en el patrón hexagonal típico del carbono, formando un entramado de capas, y el grafito adquiere su típico color gris, que va de los cristales opacos al negro. La estructura de este material es por capas, y en cada capa cada átomo de carbono está unido a otros tres, lo que da lugar a una red bidimensional de hexágonos con enlaces fuertes en su interior y capas con enlaces muy débiles. Por lo tanto, las capas pueden moverse fácilmente unas contra otras e incluso separarse.
El grafito se encuentra de forma natural en la tierra, pero también se puede producir de forma sintética: el proceso de producción de grafito sintético es muy complejo, pero ofrece la posibilidad de modificar las propiedades del grafito.
Conductividad eléctrica, conductividad térmica y alta resistencia a los productos químicos
Las aplicaciones del grafito son múltiples: se necesita para aplicaciones electrónicas y eléctricas, en la metalurgia, para la producción de vidrio y cristal de cuarzo, así como en aplicaciones mecánicas y nucleares.
Mineral trigonal blando, untuoso, de color gris oscuro, metálico y fácilmente escamable: el grafito es un buen conductor de la electricidad y el calor, resistente a la oxidación y a los ácidos, fusible sólo a unos 3.000 °C, y encuentra aplicaciones en muchos contextos, desde la electrotecnia hasta la electrónica, pasando por la metalurgia, la química y la industria, y como material de protección para las centrales nucleares.
El grafito también se utiliza en la preparación de pinturas antioxidantes, mezclas lubricantes y, con el caolín, en la fabricación de lápices.
Presente en rocas metamórficas, en Italia se ha encontrado en los valles de Chisone, Pellice y Bormida di Millesimo y, hasta la fecha, en otros yacimientos de China, Francia, Alemania y Canadá. El grafito artificial, en cambio, se obtiene sometiendo a altas temperaturas materiales carbonosos como la antracita, el carbón vegetal y el coque de petróleo.
La producción sintética de grafito comenzó a finales del siglo XIX, en diciembre en 1895,Estados Unidos, cuando se registró una patente para la grafitización del carbono.
El electrografito obtenido en este proceso de fabricación se utilizó como elemento transmisor de corriente en forma de electrodos, y desde entonces el grafito ha adquirido una importancia creciente para una amplia gama de sectores e industrias.
La base del grafito sintético es un soporte de carbono muy duro, generalmente carbón de petróleo crudo, y brea como aglutinante. Las dos materias primas se mezclan para formar una masa homogénea y luego se procesan y refinan en complejos procesos a alta temperatura. Estos procesos varían en función de las propiedades deseadas y del tipo de grafito sintético, por lo que se puede reproducir un proceso en poco tiempo, especialmente en comparación con el grafito natural, que “cuesta” millones de años.
La morfología de la mayoría de los grafitos sintéticos varía desde las escamas en los polvos finos hasta los granos irregulares y las agujas en los productos más gruesos. En esta presentación técnica se incluyen micrografías electrónicas de barrido de la morfología de materiales de coque de petróleo calcinados, grafito en escamas altamente cristalino de origen natural y grafito sintético finamente molido.
El “grafito isostático” se refiere al grafito formado isostáticamente, lo que significa que la mezcla de materias primas se compacta en bloques rectangulares o redondos en una llamada prensa isostática en frío (CIP). En comparación con otras técnicas, como la extrusión o el moldeo por vibración, esta tecnología puede producir una forma más isotrópica de grafito sintético.
Además, el grafito isostático suele tener los tamaños de grano más pequeños de todos los grafitos sintéticos. En la actualidad, el grafito isostático representa una gran parte del mercado de este material de grano fino y ha encontrado aplicaciones en más de un 30sector diferente, desde aplicaciones nucleares y metalúrgicas hasta semiconductores, solares y muchas otras.
Las aplicaciones del grafito isostático incluyen palanquillas, tiras, tubos y fundiciones de alambre para diversos metales, como el aluminio, el latón, el bronce, el hierro (gris y dúctil), la plata, el cobre-níquel, las aleaciones de metales preciosos, la plata y el oro, y diversos componentes de electroerosión.
El grafito extruido se produce mediante el proceso de extrusión. En comparación con el grafito isostático, tiene un tamaño de grano más grueso y una menor resistencia, así como una mayor conductividad térmica y eléctrica.
Los usos habituales del grafito extruido incluyen rodillos de evacuación, anillos, rodillos, boquillas, crisoles, puntas de mezcla, placas de desgaste, manguitos, conductos, discos, bandejas de sinterización, espaciadores, revestimientos de hornos y bloques de lubricación para todas las industrias.
Se utiliza generalmente en las fundiciones de aleaciones ferrosas y no ferrosas