I filler di grafite sono materiali funzionali composti da grafite come materiale core e composti con altri ingredienti ausiliari. Sono ampiamente utilizzati nella tenuta, alla lubrificazione, alla conducibilità elettrica e alla resistenza alla corrosione. Le loro prestazioni fondamentali dipendono principalmente dalla composizione e dal rapporto dei loro componenti principali, in particolare dalla qualità della grafite stessa e dagli additivi con cui è aggravato.
Grafite: il componente principale dei filler di grafite
La grafite è il componente primario dei riempitivi di grafite, in genere comprendente il 60% e il 95% della formulazione complessiva, con la proporzione specifica a seconda dei requisiti dell'applicazione. La grafite naturale e sintetica può essere utilizzata come materie prime, ma le loro microstrutture e proprietà differiscono. La grafite naturale (come la grafite a flake) ha una struttura cristallina a strati con legami interlayer deboli, rendendo facile da delaminare, risultando in eccellente lubrificazione auto --. Al contrario, la grafite sintetica (come alte - temperatura calcinata COKE COKE - basata su grafite) è generalmente più pura e ha un contenuto di impurità inferiore, rendendolo adatto per applicazioni che richiedono una rigorosa stabilità chimica.
Le eccellenti proprietà di Grafite lo rendono un riempimento centrale:
1.
Self - lubrificazione: i livelli di grafite scivolano facilmente tra loro, riducendo l'usura sotto attrito secco o basse condizioni di lubrificazione -.
2.
Resistenza ad alta temperatura: la grafite può funzionare stabilmente fino a circa 450 gradi in aria e persino oltre 3000 gradi in gas inerte.
3.
Stabilità chimica: la grafite presenta una buona resistenza alla maggior parte dei media chimici, ad eccezione di acidi ossidanti forti (come acido nitrico concentrato e acido solforico).
4.
Conducibilità: la grafite ha un'eccellente conducibilità elettronica, che la rende adatto per la tenuta conduttiva o le applicazioni antistatiche.
Ingredienti ausiliari: chiave per migliorare le prestazioni complessive
Sebbene la grafite sia il componente principale, i filler di grafite puri spesso lottano per soddisfare le esigenze di condizioni operative complesse. Pertanto, gli ingredienti ausiliari vengono spesso aggiunti per ottimizzare le loro prestazioni. Gli ingredienti ausiliari comuni includono:
1. Leganti (come resine, gomme o ossidi metallici)
I leganti migliorano la resistenza meccanica e la formabilità dei riempitivi di grafite, rendendoli adatti a varie tecniche di elaborazione (come modanatura, estrusione o impregnazione). Per esempio:
• Connessi di resina (come resine fenoliche e resine epossidiche): aumentano la durezza e la resistenza chimica del riempimento, rendendoli adatti alla tenuta statica.
• Bander in gomma (come gomma di nitrile e fluororber): migliorare la flessibilità e le prestazioni di tenuta dinamica, adatti per guarnizioni alternative o rotanti.
• Ossidi di metallo (come ossido di zinco e ossido di alluminio): migliorare la conduttività termica e un'alta resistenza alla temperatura -.
2. Fibre di rinforzo (come fibra di carbonio, fibra di vetro e fibra aramidica):
Per migliorare la resistenza meccanica e la resistenza all'usura dei riempitivi di grafite, vengono spesso aggiunte le fibre di rinforzo. Per esempio:
• Fibra di carbonio: combina resistenza alla temperatura --, adatta per la temperatura - e alti ambienti di tenuta a pressione -.
• Fibra di vetro: a basso costo e migliora la resistenza lacrimale del riempimento.
• Fibra aramidica: offre una resistenza all'usura estremamente elevata e resistenza alla trazione, adatta a condizioni operative estreme.
3. lubrificanti solidi (come disolfuro di molibdeno e politetrafluoroetilene (PTFE))
In alcune applicazioni di attrito di velocità -}
• Disolfuro di molibdeno (MOS₂): prestazioni eccellenti a temperature elevate e carichi elevati, spesso usati in combinazione con grafite.
• Politetrafluoroetilene (PTFE): ha un coefficiente di attrito estremamente basso ed è adatto per applicazioni di tenuta che richiedono un basso attrito.
Regolazione della composizione di speciali filler di grafite
La composizione dei filler di grafite può essere adattata per adattarsi a diverse applicazioni:
• Corrosione - Filler di grafite resistenti: vengono aggiunte polveri di metallo come nichel e argento per migliorare la resistenza acida e alcali.
• Filler di grafite conduttivi: la purezza della grafite viene aumentata e vengono aggiunti nanotubi di polvere di rame o carbonio per migliorare la conduttività.
• High-Purity Graphite Fillers: High-purity (>99%) La grafite sintetica viene utilizzata per ridurre le impurità, soddisfacendo i requisiti delle industrie semiconduttori e nucleari.
I riempitivi di grafite sono principalmente composti da grafite, con prestazioni ottimizzate attraverso la proporzione scientifica di materiali ausiliari come leganti, fibre di rinforzo e lubrificanti solidi. Le prestazioni definitive dipendono dal tipo di grafite (naturale o sintetico), dalla sua purezza e dalla scelta dei componenti compositi. Con i progressi della tecnologia industriale, la composizione dei riempitivi di grafite diventerà ancora più raffinata per soddisfare i rigorosi requisiti delle industrie aerospaziali, energetiche e chimiche e attrezzature finali alte -.
