Explore 7 Aplicações Poderosas do Grafite

O grafite tem uma ampla variedade de usos quase contraditórios. Um alotropo de carbono e um dos minerais mais moles do mundo, seus usos vão de implementos de escrita a lubrificantes.

Pode ser transformado em um cilindro de grafeno com um átomo de espessura, que é um material de super-resistência usado em equipamentos esportivos. O grafite pode se comportar como metal e conduzir eletricidade, mas também como não-metal que resiste a altas temperaturas.

O grafite ocorre naturalmente como folhas e veios dentro de fraturas de rocha ou como grumos amorfos. A estrutura cristalina básica do grafite é uma folha plana de átomos de carbono fortemente ligados em células hexagonais.

Chamados de grafenos, estas folhas se empilham umas sobre as outras para criar volume, mas as ligações verticais entre as folhas são muito fracas. A fraqueza dessas ligações verticais permite que as folhas se separem e deslizem umas sobre as outras.

No entanto, se uma folha de grafeno é alinhada e enrolada horizontalmente, o material resultante é 100 vezes mais forte que o aço.

Usos do Grafite

O grafite também é usado em lápis, fabricação de aço e eletrônicos como smartphones. Talvez sua aplicação mais importante seja a bateria de íon-lítio, onde o grafite supera até mesmo o lítio como ingrediente-chave. Há na verdade 10 a 30 vezes mais grafite que lítio em uma bateria de íon-lítio.

Estes são alguns usos do grafite:

• Materiais de Escrita
• Lubrificantes
• Tinta
• Refratários
• Reatores Nucleares
• Baterias
• Folhas de Grafeno

MAIS: O que é Grafite?

1. Materiais de Escrita e Artísticos

A palavra grafite vem da língua grega, que se traduz como 'escrever'. Então, o uso mais comum do grafite é na fabricação do grafite de lápis.

Os "grafites" de lápis são feitos de uma mistura de argila e grafite, que está em forma amorfa. Folhas de grafite frouxamente clivadas marcam o papel, e a argila atua como material ligante. Quanto maior o teor de grafite do núcleo, mais mole o lápis e mais escuro seu traço.

Não há chumbo no que é conhecido como lápis de chumbo. O nome originou-se na Europa quando o grafite era chamado de "plumbago" ou "chumbo preto" por causa de sua aparência metálica.

O uso do grafite como marcador data do século XVI no norte da Inglaterra, onde a lenda local afirma que pastores usavam um depósito de grafite recém-descoberto para marcar ovelhas.

2. Lubrificantes/Repelentes

O grafite é um dos principais ingredientes em lubrificantes como graxa, etc. O grafite reage com o vapor de água atmosférico para depositar uma fina película sobre quaisquer superfícies adjacentes e reduz o atrito entre elas. Forma uma suspensão em óleo e reduz o atrito entre duas partes móveis como freios e embreagens de carro.

O grafite funciona desta forma como lubrificante até uma temperatura de 787 graus Celsius (1.450 graus Fahrenheit) e como material anti-engripamento a até 1.315 graus Celsius (2.399 graus Fahrenheit).

Este mineral poderoso atua como um bom repelente; por isso, uma infinidade de empresas de fabricação usa grafite como ingrediente em soluções repelentes. Um dos repelentes mais comuns que usam grafite inclui protetores de metal.

3. Tinta

Se você já encontrou tintas que garantem proteção de paredes, então você conseguiria encontrar grafite nelas. Neste caso, a forma em pó do grafite entra em uso. Fábricas misturam o grafite em pó nas tintas para criar proteção autêntica para as paredes.

4. Refratários

O grafite é um material refratário comum porque suporta altas temperaturas e tolerância sem mudar quimicamente. É usado em processos de fabricação que vão desde a produção de aço e vidro até o processamento de ferro. Também é um substituto do amianto em revestimentos de freio de automóveis.

5. Reatores Nucleares

A capacidade do grafite de absorver nêutrons em movimento rápido é muito alta, então a maior parte do tempo, este mineral é muito usado para estabilizar ou neutralizar as reações de nêutrons.

6. Indústria Elétrica

Grafite em folhas cristalinas é usado na fabricação de eletrodos de carbono, escovas e placas necessárias em baterias de célula seca e na indústria elétrica. Curiosamente, o grafite natural também é processado em grafite sintético. Este tipo de grafite é útil em baterias de íon-lítio.

Baterias de íon-lítio têm um cátodo de lítio e um ânodo de grafite. À medida que a bateria carrega, íons de lítio carregados positivamente no eletrólito, uma solução de sal de lítio, acumulam-se ao redor do ânodo de grafite.

Um ânodo de lítio faria uma bateria mais poderosa, mas o lítio expande consideravelmente quando carregado. Com o tempo, a superfície do cátodo de lítio racha, fazendo com que íons de lítio escapem. Estes, por sua vez, formam crescimentos chamados dendritos em um processo que pode curto-circuitar a bateria.

7. Folhas de Grafeno

Folhas únicas de grafeno enroladas são 10 vezes mais leves, bem como 100 vezes mais fortes que o aço. Tal folha enrolada também é chamada de grafeno, e este derivado do grafite é o material mais forte identificado no mundo e tem sido usado para fazer equipamentos esportivos super-resistentes e leves.

Sua alta condutividade elétrica, baixa absorção de luz e resistência química o tornam um material ideal para aplicações futuras, incluindo implantes médicos como corações artificiais, dispositivos eletrônicos flexíveis e peças de aeronaves.

Aplicação do Grafite

O grafite é usado em lápis e lubrificantes. É um bom condutor de calor e eletricidade. Sua alta condutividade o torna útil em produtos eletrônicos como eletrodos, baterias e painéis solares. Mas também tem uma aplicação industrial do grafite conforme abaixo:

1. Na Indústria Química

No setor químico, o grafite é empregado em muitas aplicações de alta temperatura, como na produção de fósforo e carboneto de cálcio em fornos a arco. O grafite é usado como ânodo em processos eletrolíticos aquosos específicos, como a produção de halogênios (cloro e flúor).

2. Na Indústria Nuclear

Grandes quantidades de eletrografite de alta pureza são usadas para produzir hastes moderadoras e componentes refletores em reatores nucleares. A adequação dos eletrografitos vem da baixa absorção de nêutrons, alta condutividade térmica e alta potência em altas temperaturas.

3. Aplicações Elétricas

O grafite é usado principalmente como material elétrico na fabricação de escovas de carbono em motores elétricos. Aqui, a vida útil e o desempenho do componente dependem amplamente do grau e estrutura.

4. Aplicações Mecânicas

O grafite é amplamente usado como material de engenharia em uma variedade de aplicações, como anéis de pistão, mancais de empuxo, mancais de journal e aletas. Vedas baseadas em carbono são usadas nas bombas de combustível e eixos de vários motores a jato de aeronaves.

4.1. Anéis de Vedação & Anéis de Turbina:

Usados junto com anéis guia de grafite para vedar gases de alta pressão, sem óleo. Devido à Auto-lubrificação, inércia química, alta relação resistência-peso, estabilidade térmica

4.2. Anéis Deslizantes & Anéis Deslizantes

Dispositivos eletromecânicos projetados para transmitir corrente elétrica de um dispositivo estacionário para um rotativo. Melhoram o desempenho mecânico e removem a necessidade de ter fios pendurados em juntas móveis. Uso do grafite Devido à sua Condutividade, propriedades auto-lubrificantes que significam que pode resistir ao desgaste ao longo do tempo.

4.3. Mancais & Buchas

Mancais são componentes que suportam uma carga enquanto em contato e movendo-se relativos a outra parte. Um tipo de mancal, buchas são tubos finos projetados para reduzir o atrito entre duas superfícies deslizando uma contra a outra. Uso do grafite Devido à sua Auto-lubrificação, longa vida útil, prospera em ambientes hostis.

4.4. Aletas

Lâminas fixadas a uma roda rotativa que empurra ou é empurrada por vento ou água. Uso do grafite Devido à sua Auto-lubrificação, resistência a altas temperaturas, inércia química.

4.5. Blocos de Lubrificação

Projetados para lubrificar equipamentos rotativos como rolos de munhão, anéis de rolagem, pneus e vedações de inserção onde lubrificantes úmidos não podem ser usados. O peso do bloco o mantém em contato constante com a superfície de rolagem, depositando uma fina película de grafite. Uso do grafite Devido à sua Auto-lubrificação, resistência ao desgaste ao longo do tempo

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1. O que é Grafite?
2. Quais são os tipos de Grafite?
3. O que é a Estrutura do Grafite?
4. Quais são as principais propriedades do Grafite?

Perguntas Frequentes

Quais são os usos do grafite?

O grafite é usado em lápis e lubrificantes. É um bom condutor de calor e eletricidade. Sua alta condutividade o torna útil em produtos eletrônicos como eletrodos, baterias e painéis solares.

• Cor: Preto-ferro a cinza-aço; azul profundo
• Outras características: fortemente anisotrópico,
• Propriedades ópticas: Uni-axial (−)
• Diafaniedade: Opaco, transparente apenas em extra.

Quais são os cinco usos do grafite?

Seguem os usos do grafite:

• Usado na fabricação de lápis.
• Usado como lubrificante seco.
• Para fabricação de eletrodos.
• Para polir artigos de ferro.
• Como moderador no forno nuclear.

O que é grafite e seus usos?

O grafite é usado em lápis, lubrificantes, cadinhos, faces de fundição, polimentos, lâmpadas de arco, baterias, escovas para motores elétricos e núcleos de reatores nucleares. É minerado extensivamente na China, Índia, Brasil, Coreia do Norte e Canadá.

Quais são os usos cotidianos do grafite?

Usos do Grafite no Dia a Dia

• Grafite de Lápis.
• Baterias.
• Telas de Toque.
• Material Artístico.
• Fones de Ouvido.
• Freios de Carro.
• Lubrificantes Secos.
• Sensores.

Quais são os usos do grafite e diamante?

Os átomos no grafite e diamante são fortemente ligados com ligações covalentes, formando diferentes arranjos entre si. Diamantes são usados em joalheria, construção, aplicações industriais menores e cirurgias. Grafite é usado em papelaria, lubrificantes, indústrias ou reatores nucleares.

Como o grafite é usado no esporte?

Tal folha enrolada também é chamada de grafeno, e este derivado do grafite é o material mais forte identificado no mundo e tem sido usado para fazer equipamentos esportivos super-resistentes e leves.

Por que o grafite é usado para lápis?

As moléculas de grafite são grupos planos de átomos de carbono empilhados em camadas. As camadas deslizam umas contra as outras e permitem que o grafite deslize da ponta do lápis para o papel. Quando você apaga com uma borracha, o grafite no grafite gruda na borracha melhor do que no papel.

Como o grafite é usado pelos humanos?

O grafite também é usado em lápis, fabricação de aço e eletrônicos como smartphones. Talvez sua aplicação mais importante seja a bateria de íon-lítio, onde o grafite supera até mesmo o lítio como ingrediente-chave. Há na verdade 10 a 30 vezes mais grafite que lítio em uma bateria de íon-lítio.

Para que o grafite é usado em telefones?

O grafite é usado para os ânodos de baterias de íon-lítio por causa de sua condutividade elétrica e térmica. A bastnaesita é uma fonte de elementos de terras raras usados para produzir ímãs em alto-falantes, microfones e motores de vibração.

Como o grafite é usado em eletrônicos?

A capacidade única do grafite de conduzir eletricidade enquanto dissipa ou transfere calor para longe de componentes críticos o torna um ótimo material para aplicações eletrônicas, incluindo semicondutores, motores elétricos e até a produção de baterias modernas.

Por que o grafite é usado em baterias?

O grafite é o mais comumente usado para servir como material de ânodo na fabricação de baterias de íon-lítio devido ao seu custo relativamente baixo e sua densidade de energia. O grafite tem ótimas propriedades condutivas e, na maior parte, está prontamente disponível.

O grafite é usado como lubrificante?

O grafite tem sido usado por muitos anos como lubrificante. O mecanismo lubrificante do grafite é pensado como mecânico na natureza e resulta do deslizamento de uma partícula de grafite sobre outra partícula de grafite. O grafite pode ser usado como lubrificante seco ou pode ser disperso em óleo lubrificante.

Por que o grafite é um bom condutor de eletricidade?

Em uma molécula de grafite, um elétron de valência de cada átomo de carbono permanece livre. Devido aos elétrons livres em sua estrutura, o grafite pode conduzir eletricidade. Portanto, diz-se que o grafite é um bom condutor de eletricidade.

Quais são os usos do carbono?

Carbono (na forma de carvão, que é principalmente carbono) é usado como combustível. Grafite é usado para pontas de lápis, cadinhos de alta temperatura, células secas, eletrodos e como lubrificante. Diamantes são usados em joalheria porque são tão duros na indústria para corte, perfuração, moagem e polimento.

Onde o grafite é usado para reduzir atrito?

Os átomos de carbono são fortemente ligados em folhas. Como as ligações entre as folhas são fracas, o grafite mostra menor resistência ao cisalhamento sob força de atrito. Assim, pode ser usado como lubrificante sólido e tornou-se um dos materiais de lubrificação sólida tradicionais e primários.

Quanto grafite é usado em um lápis?

Os principais componentes na fabricação de hastes são grafite purificado em pó e o aglutinante de argila caulinita; a dureza do núcleo de grafite depende da proporção de grafite para caulinita, com núcleos mais moles contendo mais grafite. O lápis mais duro contém cerca de 20% de grafite, o mais mole até 90%.

Que tipo de grafite é usado em lápis?

Lápis têm núcleos feitos de grafite em pó (não chumbo) cozido com argila, que varia em dureza. O tipo de grafite usado em lápis é relativamente mole e maleável, um pouco como chumbo, e foi erroneamente pensado ser uma forma de chumbo quando descoberto pela primeira vez.

O grafite é uma rocha ou mineral?

Grafite puro é uma forma mineral do elemento carbono (elemento #6, símbolo C). Forma-se como veios e disseminações em rochas metamórficas como resultado do metamorfismo de material orgânico incluído em depósitos de calcário.

Por que o grafite é usado como lubrificante seco?

Os átomos de carbono são fortemente ligados em folhas. Como as ligações entre as folhas são fracas, o grafite mostra menor resistência ao cisalhamento sob força de atrito. Assim, pode ser usado como lubrificante sólido e tornou-se um dos materiais de lubrificação sólida tradicionais e primários.

O grafite é usado em baterias?

Um componente chave de baterias de íon-lítio é o grafite, o material primário usado para um dos dois eletrodos conhecidos como ânodo. Quando uma bateria é carregada, íons de lítio fluem do cátodo para o ânodo através de um tampão eletrolítico separando estes dois eletrodos.

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