¿Qué es el grafito? Definición, tipos y usos

Tipos de grafito

Los diferentes tipos de grafito: 

1. Grafito natural
   1. Grafito alto cristalino
   2. Grafito amorfo
   3. Grafito en escamas
2. Grafito sintético.

1. Grafito natural

El grafito natural es una forma mineral de carbono grafítico. Varía considerablemente en cristalinidad. La mayor parte del grafito comercial es mío y normalmente contiene otros minerales. Una vez que el grafito es mío, por lo general requiere una cantidad considerable de procesamiento de minerales, como flotación de espuma, para concentrar el grafito.

El grafito natural es un excelente conductor de calor y electricidad que es estable en un amplio rango de temperatura y es un material de alta resistencia con un alto punto de fusión de 3650 ° C. Se utiliza principalmente para refractarios, baterías, siderurgia, grafito expandido, freno revestimientos, revestimientos de fundición y lubricantes.

El grafito natural está disponible en tres formas, todas procesadas a partir de material de grafito de origen natural. Cada una de las tres formas tiene propiedades únicas que las hacen adecuadas para ciertas aplicaciones.

1.1 Grafito cristalino

Se dice que la veta cristalina o el grafito en trozos se considera la forma de grafito natural más rara, valiosa y de mayor calidad. Está formado por la deposición directa de carbono grafítico sólido de fluidos subterráneos a alta temperatura, como el petróleo crudo, y se ha convertido en grafito con el tiempo, la temperatura y la presión.

Sri Lanka es la única jurisdicción que actualmente produce grafito de vetas cristalinas. El grafito venoso cristalino es fácil de moldear y se puede moldear en formas sólidas sin la ayuda de un aditivo aglutinante, lo que genera un ahorro de costos significativo en comparación con las materias primas de menor calidad.

Las grietas de grafito de vid cristalina suelen tener un espesor de entre 1 cm y 1 m y suelen tener una pureza de más del 90% Cg. Tiene una pureza del 95-99% de carbono sin refinar. Es adecuado para muchos usos como grafito en escamas y proporciona una clara ventaja competitiva en términos de precios de mercado y aplicaciones de productos como lubricantes, baterías, muelas abrasivas y pulvimetalurgia.

1.2 Grafito amorfo

El grafito amorfo se forma comúnmente por metamorfosis de contacto entre una veta de carbón de antracita y un agente metamórfico. El resultado es el grafito microcristalino, comúnmente conocido como grafito amorfo. El grafito amorfo es el grafito más limitado entre los grafitos naturales. El contenido de grafito varía entre el 25 % y el 85 % según el entorno geológico.

Se encontró como partículas extremadamente pequeñas, parecidas a cristales, en lechos de rocas mesomórficas como el carbón, la pizarra y la pizarra. La pureza de carbono comparativamente baja varía entre 70 y 85% de carbono después del refinado. No es visible a menos que se vea con aumento.

Se utiliza para productos de grafito de baja calidad como lápices, lubricantes, refractarios, fabricación de pinturas, metalurgia, recubrimientos, pastillas de freno y aditivos de caucho. Es la forma más barata de grafito. Grandes depósitos de grafito amorfo se encuentran en China, México y los Estados Unidos.

1.3 Flake Grafito

El grafito en escamas natural se forma cuando el material de carbono se expone a alta presión y temperatura. El material fuente de carbono puede ser orgánico o inorgánico, aunque la mayor parte del grafito en escamas disponible comercialmente se deriva de depósitos orgánicos. La presión requerida suele ser superior a 1 gigapascal y la temperatura requerida suele ser superior a 750 grados centígrados.

El grafito en escamas se puede encontrar en rocas metamórficas que se distribuyen uniformemente por todo el cuerpo del mineral o en bolsas concentradas en forma de lente. El rango de concentraciones de carbono varía entre 5% y 40%. El grafito en escamas se puede encontrar en forma laminar o escamosa en ciertas rocas metamórficas como la piedra caliza, el gneis y los esquistos.

La flotación de espuma se utiliza para extraer grafito en escamas. El grafito "flotante" tiene un contenido de grafito de 80% -90%. Más del 98% de la capa se realizó mediante procesos de preparación química de grafito. El grafito en escamas se puede encontrar en muchos lugares del mundo.

2. Grafito sintético

El grafito sintético se puede generar a partir de coque y brea. Aunque este grafito no es tan cristalino como el grafito natural. Es posible tener grafito pirolítico altamente ordenado o grafito pirolítico altamente orientado (HOPG) se refiere al grafito con una extensión angular entre las láminas de grafito de menos de 1°.

Hay básicamente dos tipos de grafito sintético. Uno es el electrografito, carbono puro producido a partir de brea de alquitrán de hulla y coque de petróleo calcinado en un horno eléctrico. El segundo es grafito sintético, creado al calentar brea de petróleo calcinada a 2800 °C.

Básicamente, el grafito sintético tiene mayor resistencia eléctrica y porosidad, y menor densidad. Su porosidad mejorada lo hace inadecuado para aplicaciones refractarias.

El grafito sintético contiene principalmente carbono grafítico que se ha obtenido mediante grafitización, tratamiento térmico de carbono no grafítico o deposición química de vapor de hidrocarburos a temperaturas superiores a 2100 K.

Aplicación de aplicaciones aeroespaciales de grafito sintético, escobillas de carbón, electrodos de grafito, baterías y varillas moderadoras en centrales nucleares. El alto nivel de porosidad del grafito sintético lo hace inadecuado en aplicaciones refractarias.

Usos del grafito

El grafito se ha utilizado desde la antigüedad. Tiene una amplia gama de aplicaciones en el mundo moderno también.

Veamos algunos usos comunes del grafito a continuación:

• Materiales de escritura
• Lubricantes
• Refractario
• Reactores nucleares
• Baterías
• Hojas de grafeno

1. Materiales de escritura

La palabra grafito proviene del idioma griego que se traduce como "escribir". Entonces, el uso más común del grafito es para hacer la mina de los lápices. Este plomo es una mezcla de arcilla y grafito que se encuentra en forma amorfa.

2. Lubricantes/Repelentes

El grafito es uno de los ingredientes principales de lubricantes como grasas, etc. Este mineral reacciona con el vapor de agua atmosférico y crea una película o capa delgada sobre la superficie aplicada y, por lo tanto, reduce la fricción. El grafito también se usa en frenos y embragues de automóviles.

La forma en polvo de grafito en trozos también se usa en pinturas. ¿Por qué? Bueno, el grafito por naturaleza es repelente al agua. Por lo tanto, ofrece una capa protectora sobre la madera y otras superficies.

3. Refractarios

Debido a su alta tolerancia al calor e inalterabilidad, el grafito es un material refractario ampliamente utilizado. Encuentra su uso en la industria manufacturera y ayuda en la producción de vidrio y acero, así como en el procesamiento del hierro.

4. Reactores nucleares

El grafito puede absorber neutrones de rápido movimiento. Como resultado, se usa en reactores para estabilizar reacciones nucleares.

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5. Industria Eléctrica

El grafito en escamas cristalinas se utiliza en la fabricación de electrodos, cepillos y placas de carbono necesarios en las baterías de celda seca y en la industria eléctrica. Curiosamente, el grafito natural también se procesa en grafito sintético. Este tipo de grafito es útil en baterías de iones de litio.

6. Hojas de grafeno

El grafito se puede utilizar para hacer láminas de grafeno. Se dice que estas láminas son 100 veces más fuertes y 10 veces más livianas que el acero. Este derivado del grafito se utiliza además en la fabricación de equipos deportivos ligeros y resistentes. Muchos están considerando futuras aplicaciones en el campo de la industria médica y aeroespacial.

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Referencia:

Materiales de grafito:usgs.gov

Preguntas frecuentes

¿Qué es el grafito?

El grafito, conocido arcaicamente como plumbago, es una forma blanda y cristalina de carbono con sus átomos dispuestos en una estructura hexagonal. El grafito es una forma natural de carbono cristalino. Es un elemento mineral nativo que se encuentra en rocas metamórficas e ígneas. El grafito es un mineral de extremos.

¿Cuáles son los tipos de grafito?

Grafito natural:las tres formas son grafito amorfo, grafito en escamas y grafito de vetas cristalinas, y cada una tiene propiedades únicas que las hacen adecuadas para ciertas aplicaciones.

¿Quién descubrió el grafito?

El grafito fue sintetizado accidentalmente por primera vez por Edward G. Acheson mientras realizaba experimentos de alta temperatura con carborundum. Descubrió que a unos 4150 °C (7500 °F) el silicio del carborundo se vaporizaba, dejando el carbono en forma de grafito.

¿Para qué sirve el grafito?

El grafito también se usa en lápices, fabricación de acero y en productos electrónicos como teléfonos inteligentes. Quizás su aplicación más importante sea la batería de iones de litio, en la que el grafito supera incluso al litio como ingrediente clave. En realidad, hay de 10 a 30 veces más grafito que litio en una batería de iones de litio.

¿De qué está hecho el grafito?

El grafito está hecho de carbono puro. Los átomos de carbono son capaces de formar enlaces que crean una serie de estructuras diferentes. El diamante y el grafito son dos de las formas más conocidas (alótropos) del carbono.

¿Qué tiene de especial el grafito?

Es único porque tiene propiedades tanto de un metal como de un no metal:es flexible pero no elástico, tiene una alta conductividad térmica y eléctrica, y es altamente refractario y químicamente inerte. El grafito tiene una baja adsorción de rayos X y neutrones, lo que lo convierte en un material particularmente útil en aplicaciones nucleares.

¿Dónde se encuentra el grafito?

El grafito se encuentra con mayor frecuencia en forma de escamas o capas cristalinas en rocas metamórficas como el mármol, los esquistos y los gneises. El grafito también se puede encontrar en lechos de carbón y esquisto ricos en materia orgánica. En estos casos, el grafito en sí probablemente resultó de la metamorfosis de plantas muertas y materia animal.

¿El grafito es bueno para la piel?

Los grafitos se usan en homeopatía para personas con trastornos de la piel a largo plazo y piel curtida y agrietada. Solo hay evidencia anecdótica de que puede ayudar con los síntomas de la psoriasis.

¿Se usa grafito como lubricante?

El grafito se ha utilizado durante muchos años como lubricante [164]. Se cree que el mecanismo de lubricación del grafito es de naturaleza mecánica y resulta del deslizamiento de una partícula de grafito sobre otra partícula de grafito. El grafito se puede usar como lubricante seco o se puede dispersar en aceite lubricante.

¿Cómo se convierte el carbón en grafito?

En un horno de microondas, se generan chispas dentro de un vial de vidrio que contiene polvo de carbón. Utilizando láminas de cobre, recipientes de vidrio y un horno de microondas doméstico convencional, los investigadores de la Universidad de Wyoming demostraron que el polvo de carbón pulverizado se puede convertir en nanografito de mayor valor.

¿Es el grafito más resistente que el acero?

El grafeno, un material que consta de una sola capa de átomos de carbono, ha sido promocionado como el material más fuerte que se conoce, 200 veces más fuerte que el acero, más liviano que el papel y con extraordinarias propiedades mecánicas y eléctricas.

¿Es el grafito una sustancia?

El grafito es un alótropo del carbono. Es una sustancia blanda, de color negro grisáceo y opaca formada por átomos de carbono.

¿Qué puede derretir el grafito?

El grafito en realidad no se derrite a presiones normales. Al igual que el dióxido de carbono, pasa directamente del estado sólido al gaseoso. Por lo tanto, el grafito no tiene punto de fusión hasta que alcanza las 100 atmósferas.

¿Quién produce el grafito?

Aunque China es el principal productor mundial de grafito, las reservas de grafito del país son las segundas más grandes del mundo. El país con el mayor volumen de reservas de grafito del mundo es Turquía. En 2020, tenían aproximadamente 90 millones de toneladas métricas de reservas naturales de grafito.

¿Dónde está el grafito más puro del mundo?

Sri Lanka. La minería de grafito en Sri Lanka ha ocurrido desde la ocupación holandesa del país. Es el único país del mundo que produce la forma más pura de grafito, el grafito en vetas (también conocido como grafito en trozos), en cantidades comerciales, lo que actualmente representa menos del 1 % de la producción mundial de grafito.

¿El grafito bloquea la radiación?

Las películas de grafito pueden proteger los dispositivos electrónicos de la radiación electromagnética (EM), pero las técnicas actuales para fabricarlas tardan varias horas y requieren temperaturas de procesamiento de alrededor de 3000 °C.

¿Cuáles son los efectos secundarios del grafito?

Efectos de la sobreexposición La inhalación repetida de grafito natural durante varios años puede causar cicatrices en los pulmones con síntomas tales como opresión en el pecho, dificultad para respirar, tos, esputo negro y dolor.

¿Por qué se usa grafito en lápiz?

El grafito tiene estructuras en capas de capas que están unidas por fuerzas de van der Waal. El grafito se limpia fácilmente entre las capas y, por lo tanto, es muy suave y resbaladizo. Por este motivo, se utiliza en lápices y como lubricantes en máquinas que funcionan a altas temperaturas.

¿Por qué el grafito es un excelente lubricante?

Los átomos de carbono están fuertemente unidos en láminas. Debido a que los enlaces entre las láminas son débiles, el grafito muestra una menor resistencia al corte bajo la fuerza de fricción. Por lo tanto, se puede utilizar como lubricante sólido y se ha convertido en uno de los principales y tradicionales materiales de lubricación sólida.

¿Por qué el grafito se puede usar como lubricante pero el diamante no?

Debido a su suavidad y naturaleza no volátil, el grafito se utiliza como lubricante en las piezas de maquinaria que se mueven rápidamente. Se utiliza para lubricar las partes de la maquinaria que operan a altas temperaturas. El diamante, por otro lado, es una sustancia extremadamente dura; por lo tanto, no se puede utilizar como lubricante.

¿Por qué el grafito es diferente del diamante?

El grafito y el diamante son dos de los minerales más interesantes. Son idénticos químicamente:ambos están compuestos de carbono (C), pero físicamente son muy diferentes. … El grafito es muy suave y tiene una dureza de 1 a 2 en esta escala. Los diamantes son la sustancia natural conocida más dura y tienen una dureza de 10.