La produzione di grafite prevede diverse fasi fondamentali, a partire dalla preparazione delle materie prime fino alla formatura e al trattamento finale del prodotto di grafite. Ecco una descrizione dettagliata del processo:
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Preparazione delle materie prime: Le materie prime principali utilizzate nella produzione di grafite sono il coke e la grafite, che vengono prima macinati in particelle fini. Queste particelle vengono poi mescolate con la pece legante in miscelatori per creare una massa omogenea.
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Modellazione: La miscela viene quindi modellata nella forma desiderata utilizzando tecniche come la pressatura isostatica, l'estrusione, lo stampaggio a vibrazione o lo stampaggio a iniezione. Si ottiene così un materiale "verde", che è la forma preliminare del prodotto di grafite.
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Carbonizzazione: Il materiale "verde" così formato viene sottoposto a un processo di carbonizzazione in ambiente privo di ossigeno a circa 1000°C. Questo processo forma ponti leganti tra le particelle solide, migliorando l'integrità strutturale del materiale.
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Grafitizzazione: Dopo la carbonizzazione, il materiale viene sottoposto a grafitizzazione, un processo che trasforma il carbonio amorfo in una struttura tridimensionale ordinata di grafite. Ciò si ottiene riscaldando il materiale a circa 3000°C in un'atmosfera inerte. Durante questo processo, gli atomi di carbonio si riorganizzano in strati di grafene, formando un perfetto cristallo di grafite.
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Polverizzazione secondaria e pressatura isostatica: Dopo la modellatura iniziale e i trattamenti termici, il materiale di grafite può essere sottoposto a un'ulteriore macinazione per ottenere la dimensione dei grani desiderata. I grani fini vengono quindi sottoposti a pressatura isostatica, dove sono collocati in stampi ed esposti ad alta pressione (oltre 150 MPa). Ciò garantisce una distribuzione e una disposizione uniforme delle particelle di grafite, con conseguenti proprietà costanti in tutto il materiale.
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Lavorazione e modellazione: Il materiale grafitizzato viene poi lavorato per ottenere le forme del prodotto finale, come tubi, barre o piastre, utilizzando tecniche come l'estrusione, lo stampaggio a compressione o la pressatura isostatica. Questi processi consentono di personalizzare le dimensioni e le proprietà in base alle applicazioni specifiche.
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Purificazione e trattamento superficiale: Per le applicazioni che richiedono un'elevata purezza, come nell'industria dei semiconduttori, la grafite viene purificata con metodi chimici, che spesso prevedono il trattamento con gas alogeni ad alte temperature. Anche la superficie della grafite può essere trattata per ottenere finiture specifiche, a seconda dell'uso previsto.
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Ispezione finale e spedizione: Dopo tutte le fasi di lavorazione, il prodotto di grafite viene ispezionato per verificarne la qualità e quindi preparato per la spedizione al cliente.
Questo processo completo garantisce che la grafite prodotta soddisfi i requisiti specifici di varie applicazioni high-tech, sfruttando le sue proprietà uniche, come l'elevata resistenza termica e meccanica a temperature elevate.
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