La grafite sintetica viene prodotta attraverso una serie di processi complessi che prevedono la trasformazione delle materie prime in una struttura di carbonio altamente ordinata. Il processo può essere riassunto in diverse fasi chiave:
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Preparazione delle materie prime: Le materie prime principali utilizzate sono il coke e la grafite, che vengono macinati e poi mescolati con la pece legante per formare una massa omogenea. Questa miscela è fondamentale per la modellazione iniziale della grafite.
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Modellatura: La miscela viene poi modellata con metodi quali la pressatura isostatica, l'estrusione, lo stampaggio a vibrazione o lo stampaggio in stampo. Questi processi determinano la forma iniziale della grafite, che viene spesso definita materiale "verde".
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Carbonizzazione: Il materiale "verde" sagomato viene sottoposto a un ambiente privo di ossigeno dove viene riscaldato a circa 1000°C. Questo processo forma ponti leganti tra le particelle solide, stabilizzando la struttura.
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Grafitizzazione: Dopo la carbonizzazione, il materiale viene sottoposto a grafitizzazione, che prevede il riscaldamento a circa 3000°C. Questo trattamento ad alta temperatura trasforma il carbonio amorfo in una struttura tridimensionale di grafite altamente ordinata.
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Polverizzazione secondaria: Dopo la formatura iniziale, le piccole sfere di carbonio formate vengono nuovamente macinate per ottenere grani molto fini, essenziali per l'uniformità e la qualità del prodotto finale.
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Pressatura isostatica: I grani fini vengono poi sottoposti ad alta pressione (oltre 150 MPa) in grandi stampi. Questo processo assicura che i grani di grafite siano disposti simmetricamente e distribuiti in modo uniforme, garantendo proprietà costanti in tutto il blocco di grafite.
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Lavorazione e purificazione: Una volta che la grafite è completamente formata, viene sottoposta a lavorazione per soddisfare i requisiti specifici del cliente. Per le applicazioni che richiedono un'elevata purezza, come nel caso dell'industria dei semiconduttori, la grafite viene purificata con metodi chimici, che in genere prevedono il trattamento con gas alogeni ad alte temperature.
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Trattamento superficiale e spedizione: A seconda dell'applicazione, le superfici della grafite possono essere ulteriormente trattate per ottenere la levigatezza o altre caratteristiche desiderate. Dopo l'ispezione finale, i prodotti di grafite finiti vengono imballati e spediti ai clienti.
Questo processo di produzione dettagliato assicura che la grafite sintetica possieda l'elevata conducibilità termica ed elettrica, la resistenza meccanica e la stabilità chimica richieste per varie applicazioni industriali, tra cui l'elettronica, i compositi e le tecnologie energetiche.
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