Le graphite, minéral de carbone courant, est omniprésent dans notre vie quotidienne : crayons, résistances de piles, etc. Il trouve également des applications importantes dans l’industrie militaire, les matériaux réfractaires, la métallurgie, la chimie, etc.
Le graphite possède des caractéristiques à la fois métalliques et non métalliques : ses propriétés de bon conducteur thermoélectrique lui confèrent des caractéristiques métalliques ; ses caractéristiques non métalliques incluent une résistance aux hautes températures, une grande stabilité thermique, une inertie chimique et un pouvoir lubrifiant, ce qui explique son utilisation très répandue.
Principaux domaines d'application
1. Matériaux réfractaires
Dans l'industrie métallurgique, le graphite est utilisé comme matériau réfractaire et agent protecteur pour les lingots d'acier. Grâce à ses propriétés de résistance aux hautes températures et à sa grande solidité, le graphite et ses dérivés servent à la fabrication de creusets en graphite, de revêtements de fours sidérurgiques, de scories de protection et à la coulée continue.
2, industrie de la fonderie métallurgique
Acier et fonderie : Le graphite est utilisé comme agent de cémentation dans l’industrie sidérurgique.
En fonderie, le graphite est utilisé pour le moulage, le sablage et la fabrication de matériaux de fonderie. Grâce à son faible coefficient de dilatation thermique, il sert de revêtement pour les pièces moulées, garantissant ainsi une grande précision dimensionnelle, une surface lisse, une réduction des fissures et des porosités, et un rendement élevé. De plus, le graphite est employé en métallurgie des poudres, dans la production d'alliages ultradurs et de produits carbonés.
3. Industrie chimique
Le graphite possède une bonne stabilité chimique. Le graphite spécialement traité présente des caractéristiques de résistance à la corrosion, une bonne conductivité thermique et une faible perméabilité. Son utilisation pour la fabrication de tubes permet d'assurer le bon déroulement des réactions chimiques et de répondre aux exigences de production de produits chimiques de haute pureté.
4. Industrie électrique et électronique
Utilisé dans la production d'électrodes en graphite micropoudre, de brosses, de batteries (y compris au lithium), de matériaux conducteurs pour électrodes positives de piles à combustible, de plaques d'anode, de barres conductrices, de tubes en carbone, de joints en graphite, de pièces de téléphonie, d'électrodes positives de redresseurs, de plastiques conducteurs pour blindage électromagnétique, de composants d'échangeurs de chaleur et de revêtements pour tubes cathodiques de téléviseurs, le graphite est notamment employé comme électrode pour la fusion de divers alliages. Il sert également de cathode dans les cellules électrolytiques pour l'électrolyse de métaux tels que le magnésium et l'aluminium.
À l'heure actuelle, les encres fossiles fluorées (CF, GF) sont largement utilisées dans les matériaux de batteries à haute énergie, en particulier les encres fossiles fluorées CF0,5-0,99, qui sont plus adaptées à la fabrication de matériaux d'anode pour les batteries à haute énergie et à la miniaturisation des batteries.
5. Énergie atomique, industries aérospatiales et de défense
Le graphite possède un point de fusion élevé, une grande stabilité, une excellente résistance à la corrosion et une bonne résistance aux rayons A, ainsi que de bonnes performances en matière de décélération des neutrons. Utilisé dans l'industrie nucléaire, il est notamment employé dans la fabrication de modérateurs de neutrons pour les réacteurs atomiques, de réflecteurs, d'encre pour cylindres chauds utilisée dans la production d'isotopes, de sphères de graphite pour les réacteurs à gaz à haute température, de joints d'étanchéité pour les composants thermiques des réacteurs nucléaires et de blocs massifs.
Le graphite est utilisé dans les réacteurs thermiques et, espérons-le, dans les réacteurs à fusion, où il peut être utilisé comme modérateur de neutrons dans la zone du combustible, comme matériau réflecteur autour de la zone du combustible et comme matériau de structure à l'intérieur du cœur.
De plus, le graphite est utilisé dans la fabrication de matériaux de propulsion pour missiles à longue portée ou fusées spatiales, de pièces d'équipements aérospatiaux, de matériaux d'isolation thermique et de protection contre les radiations, ainsi que dans la fabrication de revêtements de tuyère pour moteurs-fusées à propergol solide. Il entre également dans la production de balais d'avion, de moteurs à courant continu pour engins spatiaux, de pièces d'équipements aérospatiaux, de signaux de liaison radio par satellite et de matériaux conducteurs. Dans l'industrie de la défense, il sert à fabriquer des paliers pour les nouveaux sous-marins, à produire du graphite de haute pureté pour la défense nationale, des bombes à graphite et des ogives pour avions et missiles furtifs. Les bombes à graphite, en particulier, peuvent paralyser le fonctionnement des sous-stations électriques et autres installations électriques importantes, et ont un impact considérable sur les conditions météorologiques.
6. Industrie des machines
Le graphite est largement utilisé dans la production de garnitures de freins automobiles et d'autres composants ainsi que de lubrifiants haute température dans l'industrie mécanique ; après transformation du graphite en graphite colloïdal et en encre fluorofossile (CF, GF), il est couramment utilisé comme lubrifiant solide dans l'industrie des machines telles que les avions, les navires, les trains, les automobiles et autres machines fonctionnant à grande vitesse.
Date de publication : 8 novembre 2023