O fabrico de grafite envolve várias etapas fundamentais, desde a preparação das matérias-primas até à moldagem e tratamento final do produto de grafite.
8 etapas principais explicadas
1. Preparação das matérias-primas
As principais matérias-primas utilizadas no fabrico de grafite são o coque e a grafite. Estes materiais são primeiro moídos em partículas finas. Estas partículas são depois misturadas com aglutinante em misturadores para criar uma massa homogénea.
2. Moldagem
A mistura é então moldada na forma desejada utilizando técnicas como a prensagem isostática, a extrusão, a moldagem por vibração ou a moldagem por matriz. Isto resulta num material "verde", que é a forma preliminar do produto de grafite.
3. Carbonização
O material "verde" moldado é submetido a um processo de carbonização num ambiente sem oxigénio a cerca de 1000°C. Este processo forma pontes aglutinantes entre as partículas sólidas, melhorando a integridade estrutural do material.
4. Grafitização
Após a carbonização, o material é submetido a um processo de grafitização. Este processo transforma o carbono amorfo numa estrutura de grafite ordenada em 3D. Isto é conseguido através do aquecimento do material a cerca de 3000°C numa atmosfera inerte. Durante este processo, os átomos de carbono rearranjam-se em camadas de grafeno, formando um cristal de grafite perfeito.
5. Pulverização secundária e prensagem isostática
Após a moldagem inicial e os tratamentos térmicos, o material de grafite pode ser submetido a uma moagem adicional para atingir o tamanho de grão desejado. Os grãos finos são então submetidos a prensagem isostática, onde são colocados em moldes e expostos a alta pressão (mais de 150 MPa). Este processo assegura uma distribuição e disposição uniformes das partículas de grafite, conduzindo a propriedades consistentes em todo o material.
6. Maquinação e moldagem
O material grafitado é depois maquinado para obter as formas finais do produto, como tubos, varetas ou placas, utilizando técnicas como a extrusão, a moldagem por compressão ou a prensagem isostática. Estes processos permitem a personalização das dimensões e propriedades de acordo com aplicações específicas.
7. Purificação e tratamento de superfície
Para aplicações que exigem um elevado grau de pureza, como na indústria de semicondutores, a grafite é purificada por métodos químicos, envolvendo frequentemente o tratamento com gases halogéneos a altas temperaturas. A superfície da grafite pode também ser tratada para obter acabamentos específicos, consoante a utilização prevista.
8. Inspeção final e expedição
Após todas as etapas de processamento, o produto de grafite é inspeccionado quanto à qualidade e, em seguida, preparado para ser enviado ao cliente.
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