Quando a grafite é aquecida, sofre várias alterações significativas.
Estas mudanças envolvem principalmente oxidação, transformação estrutural e alterações nas propriedades mecânicas.
O que acontece à grafite quando aquecida? 4 transformações chave explicadas
1. Oxidação da grafite a temperaturas elevadas
A grafite é sensível ao oxigénio e começa a oxidar-se quando exposta ao ar a temperaturas de cerca de 500°C (932°F).
Este processo de oxidação pode levar a uma rápida perda de massa, até 1% por dia em determinadas condições.
A exposição prolongada ao ar a altas temperaturas resulta na diluição do material de grafite, levando eventualmente a uma falha estrutural.
Esta sensibilidade à oxidação limita a utilização prática da grafite ao ar a altas temperaturas e torna necessária a sua utilização em atmosferas controladas ou inertes.
2. Alterações estruturais resultantes do tratamento térmico
O tratamento térmico da grafite, particularmente numa atmosfera inerte, pode levar a alterações estruturais significativas conhecidas como grafitização.
Este processo envolve o aquecimento da grafite até 3000°C, o que faz com que as estruturas de carbono desordenadas ou defeituosas se reorganizem num cristal 3D mais perfeito de grafite pura.
As camadas de grafite, conhecidas como grafeno, tornam-se mais alinhadas e maiores, melhorando a qualidade e as propriedades gerais da grafite.
Esta transformação melhora o desempenho do material em aplicações de alta tecnologia.
3. Alterações nas propriedades mecânicas
O aquecimento da grafite desde a temperatura ambiente até temperaturas elevadas, como 2.000 °C, pode levar a um aumento da sua resistência mecânica.
Este comportamento contra-intuitivo deve-se a uma diminuição das tensões internas do material à medida que a temperatura aumenta.
Este efeito de reforço permite a utilização da grafite em aplicações mais exigentes, onde pode suportar cargas maiores e temperaturas mais elevadas sem falhar.
Além disso, esta propriedade permite a conceção de sistemas mais pequenos e mais eficientes que requerem menos apoio.
4. Condutividade eléctrica e térmica
O aquecimento das barras de grafite também aumenta a sua condutividade térmica e eléctrica.
A condutividade térmica da grafite é mais elevada do que a de muitos metais comuns e aumenta com a temperatura, ao contrário da maioria dos materiais em que diminui.
Da mesma forma, a condutividade eléctrica da grafite é notavelmente elevada, sendo várias vezes superior à do aço inoxidável e do aço carbono.
Estas propriedades tornam a grafite uma excelente escolha para elementos de aquecimento e outras aplicações que requerem uma transferência de calor e condução eléctrica eficientes.
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