Le graphite synthétique est un matériau polycristallin, à l'instar des cristaux. Il existe de nombreux types de graphite artificiel, produits selon différents procédés.
Au sens large, tous les matériaux graphitiques obtenus après carbonisation de matière organique et graphitisation à haute température peuvent être collectivement appelés graphite artificiel, tels que la fibre de carbone (graphite), le carbone pyrolytique (graphite), le graphite expansé, etc.
Au sens strict, le graphite artificiel désigne généralement les matériaux solides en vrac, tels que les électrodes en graphite, le graphite isostatique, fabriqués par dosage, mélange, moulage, carbonisation (connue sous le nom de grillage dans l'industrie) et graphitisation, avec une faible teneur en impuretés de matières premières de charbon de bois (coke de pétrole, coke d'asphalte, etc.) comme agrégat, brai de charbon comme liant.
Le graphite artificiel se présente sous différentes formes : poudre, fibres et blocs. Au sens strict, il se présente généralement sous forme de blocs, qui nécessitent une mise en forme spécifique avant utilisation. Il peut être considéré comme un matériau multiphasique, incluant une phase de graphite issue de la transformation de particules de carbone telles que le coke de pétrole ou le coke d'asphalte, une phase de graphite issue de la transformation de particules liées par un liant de brai de houille, ainsi que des agglomérats de particules ou des pores formés par ce liant après traitement thermique. De manière générale, plus la température de traitement thermique est élevée, plus le degré de graphitisation est important. Dans la production industrielle de graphite artificiel, ce degré est généralement inférieur à 90 %.
Comparé au graphite naturel, le graphite artificiel présente une faible conductivité thermique et électrique, ainsi qu'une faible lubrification et une faible plasticité, mais il possède également une meilleure résistance à l'usure, une meilleure résistance à la corrosion et une faible perméabilité que le graphite naturel.
Les matières premières utilisées pour la production de graphite artificiel comprennent principalement le coke de pétrole, le coke d'aiguilles, le coke d'asphalte, le brai de charbon, les microsphères de carbone, etc. Ses produits dérivés comprennent principalement les électrodes en graphite, les anodes précuites, le graphite isostatique, le graphite de haute pureté, le graphite nucléaire, les échangeurs de chaleur, etc.
L'application du graphite artificiel dans les produits se reflète principalement dans les aspects suivants :
1. Électrode en graphite : Fabriquée à partir de coke de pétrole et de coke d’aiguilles, et de brai de houille comme liant, l’électrode en graphite est obtenue par calcination, dosage, mélange, pressage, grillage, graptisation et usinage. Elle est largement utilisée dans les fours électriques pour la production d’acier, de silicium industriel, de phosphore jaune et dans d’autres équipements. L’énergie électrique libérée sous forme d’arc électrique permet de chauffer et de fondre la charge.
2. Anode précuite : fabriquée à partir de coke de pétrole comme matière première et de brai de charbon comme liant par calcination, dosage, mélange, pressage, grillage, imprégnation, graphitisation et usinage, elle est généralement utilisée comme anode conductrice des équipements électrolytiques en aluminium.
3. Palier, bague d'étanchéité : pour les équipements de transport de fluides corrosifs, on utilise largement des segments de piston, des bagues d'étanchéité et des paliers en graphite artificiel, fonctionnant sans ajout d'huile lubrifiante.
4. Échangeurs de chaleur, filtres : le graphite artificiel présente une excellente résistance à la corrosion, une bonne conductivité thermique et une faible perméabilité. Il est largement utilisé dans l’industrie chimique pour la fabrication d’échangeurs de chaleur, de réacteurs, d’absorbeurs, de filtres et d’autres équipements.
5. Graphite spécial : fabriqué à partir de coke de pétrole de haute qualité comme matière première, de brai de charbon ou de résine synthétique comme liant, par préparation des matières premières, dosage, malaxage, pressage, concassage, mélange, moulage, grillage multiple, pénétration multiple, purification et graphitisation, usinage, comprenant généralement le graphite isostatique, le graphite nucléaire, le graphite de haute pureté, utilisé dans les secteurs de l'aérospatiale, de l'électronique et de l'industrie nucléaire.
Date de publication : 23 novembre 2022