Grafitización Tratamiento térmico para transformar una estructura de carbono amorfo en grafito cristalino

La grafitización es un proceso que transforma los materiales carbonosos en una forma cristalina de carbono. Se trata de un proceso intensivo en temperatura en el que los materiales de muestra se someten a un tratamiento térmico de más de 2.500 °C. La estructura organizada del grafito reviste especial interés en la metalurgia, ya que mejora las propiedades mecánicas y la maquinabilidad de las aleaciones de carbono. Carbolite Gero tiene mucha experiencia en el tratamiento térmico de materiales a base de carbono y ofrece hornos de grafito de alta temperatura que alcanzan los 3.000 °C.

Horno de grafito

Los hornos de grafito de Carbolite Gero admiten temperaturas de 2.200 °C e incluso hasta 3.000 °C. Esta tecnología de grafito se apta a aplicaciones de laboratorio e industriales que funcionan en atmósfera de vacío, gases inertes y gases reactivos. Estos hornos están diseñados en base a la creación de un sistema de carbono. Ofrecen material aislante, elemento calefactor y material de retorta a base de grafito. Este sistema puede alcanzar temperaturas extremadamente altas, lo que permite a los investigadores explorar nuevas posibilidades de tratamiento térmico.

Hornos de cámara con aislamiento de grafito - HTK GR

Temp. máx.: 2200 °C
Material de aislamiento: Grafito
Volumen de cámara: 8 á 600 litros
información del producto

Hornos de laboratorio con aislamiento de grafito (LHT GR)

Temp. máx.: 2200 - 3000 °C
Material de aislamiento: Grafito
Volumen de cámara: 1.5 à 10 litros
información del producto

Opciones de seguridad para hornos de grafitización

Este proceso produce sustancias volátiles que pueden ser nocivas. Por ello, deben tomarse precauciones para reducir cualquier riesgo. Carbolite Gero contempla opciones para optimizar el proceso de producción.

Postcombustión

Se utiliza para oxidar las sustancias volátiles del proceso de pirólisis/desbanderizado a NOx, CO2 y H2O. Esto garantiza que todos los volátiles se transformen en moléculas más seguras y se liberen al medio ambiente.

Quema todas las sustancias volátiles, incluidas las que tienen un punto de ebullición inferior a 20 °C, como el hidrógeno, el amoníaco y el etano.

Somos expertos y disponemos de múltiples soluciones en nuestra cartera para guiarle hacia el producto y el equipo de seguridad adecuados. Póngase en contacto con nosotros para cualquier consulta sobre una solución adecuada a los requisitos de su aplicación.

Grafitización Información de trasfondo

El proceso de grafitización tiene lugar a elevadas temperaturas y en atmósfera inerte. Los átomos de carbono de la estructura se reorganizan para formar una red hexagonal. Tras la carbonización, las capas de carbono se desalinean. Un aumento de la temperatura provoca la grafitización. La estructura del carbono amorfo se transforma en una red cristalina. La estructura atómica se clasifica por capas de átomos de carbono que se disponen en forma de panal. La estructura organizada del carbono, en la que los átomos de carbono se disponen en láminas hexagonales apiladas unas sobre otras, se denomina grafito. Mientras que cada capa dentro del grafito se conoce como grafeno.

Durante la grafitización, las capas de carbono se orientan de forma ordenada. Con temperaturas de tratamiento térmico más elevadas se consigue un mayor grado de grafitización. Varios factores, como el material precursor, la temperatura de tratamiento térmico, la presión y el tiempo de permanencia, influyen en la microestructura final y en las propiedades del material de la muestra.

Diferencia entre pirólisis, carbonización y grafitización

La carbonización, la grafitización y la pirólisis son procesos que implican la descomposición térmica de materiales, pero difieren en sus objetivos y condiciones.

Grafitización Libro blanco

Grafitización Aplicación

La transformación de la estructura del carbono en grafito mejora las propiedades del material, haciéndolo idóneo para una amplia gama de aplicaciones. Su estructura en capas permite la libre circulación de electrones deslocalizados y mejora la conductividad eléctrica. Asimismo, la estructura atómica más ordenada facilita el libre movimiento de los fonones y permite una transmisión eficaz de la energía vibracional. Esto da lugar a un aumento significativo de la conductividad térmica del material.

Debido al alto grado de anisotropía del grafeno, el material es mucho más fuerte y rígido en el plano de las láminas de grafeno. En cambio, los enlaces entre las láminas son relativamente débiles, lo que da lugar a una estructura más flexible. Gracias a esta propiedad, el material es adecuado para aplicaciones de funcionamiento en seco y puede actuar como lubricante.

La grafitización se utiliza en diversos sectores, como la metalurgia, el almacenamiento de energía, la electrónica y la industria aeroespacial.

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Los productos y servicios de Carbolite Gero están disponibles a través de una red mundial de empresas filiales y distribuidores. Nuestro personal le asesorará con mucho gusto y de forma exhaustiva sobre el uso de los productos Carbolite Gero para su aplicación específica.

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Grafitización - FAQ

¿Qué es la grafitización?

El proceso de grafitización se utiliza para transformar un material rico en carbono en grafito mediante la aplicación de calor. La estructura original del carbono cambia cuando se calienta, haciendo que los átomos de carbono se reorganicen en una red cristalina. Este proceso suele tener lugar a altas temperaturas, de hasta 3.000 °C.

¿Por qué es importante la grafitización?

El proceso desempeña un papel importante en la mejora de las propiedades de los materiales carbonosos. El resultado es una mejora de la lubricidad, la resistencia a la oxidación y la conductividad térmica de los componentes. La mejora del rendimiento debida a la grafitización permite producir materiales de alta calidad, como los compuestos de grafito de carbono y los electrodos de grafito, y se utiliza para aplicaciones como el perfeccionamiento de las propiedades mecánicas y la maquinabilidad de las aleaciones de hierro.

¿Cuál es la diferencia entre el carbono duro y el grafito?

Aunque el carbono duro y el grafito están compuestos principalmente por átomos de carbono, ambos presentan estructuras diferentes debido a la disposición de los átomos. La disposición de los cristales confiere las características y propiedades materiales de un material, aunque estén hechos del mismo elemento. En el grafito, cada átomo de carbono está unido a otros tres átomos de carbono, formando una lámina plana que se apila una sobre otra. La unión a lo largo de la lámina es mucho más fuerte que entre cada capa, lo que confiere al grafito sus propiedades únicas. Por el contrario, el carbono duro se conoce como carbono no grafitizante que, a diferencia del grafito, tiene una estructura más desordenada e irregular en la que las capas no están tan bien apiladas. Esta disposición de los átomos dentro del carbono duro crea más sitios de intercalación o huecos para los iones de carga positiva y permite al material almacenar más energía. El carbono duro es adecuado para aplicaciones como las baterías.

¿Qué soluciones de grafitización ofrecemos?

Carbolite Gero ofrece soluciones de grafitización para tratamientos térmicos de hasta 3.000 °C. Los hornos proporcionan material aislante a base de grafito, elemento calefactor y material de retorta. Su diseño robusto crea un sistema que puede alcanzar temperaturas extremadamente altas.