Les propriétés mécaniques du graphite comprennent la résistance à la compression, la ductilité, la limite élastique et la limite d'endurance.
- Résistance à la compression : La valeur minimale de la résistance à la compression du graphite est de 31 MPa (unités SI) et la valeur maximale est de 50,038 MPa (unités impériales). Cette propriété fait référence à la capacité du graphite à résister à une force d'écrasement sans se rompre ni se déformer.
- Ductilité : La valeur minimale de ductilité du graphite est de 0,00171 (unités SI) et la valeur maximale de 0,00189 (unités impériales). La ductilité mesure la capacité d'un matériau à se déformer sous l'effet d'une contrainte de traction, ce qui permet de l'étirer ou de le tréfiler.
- Limite d'élasticité : la valeur minimale de la limite d'élasticité du graphite est de 4,8 (unités SI) et la valeur maximale est de 11,0229 (unités impériales). La limite d'élasticité fait référence à la contrainte maximale qu'un matériau peut supporter sans déformation permanente.
- Limite d'endurance : la valeur minimale de la limite d'endurance du graphite est de 15,47 (unités SI) et la valeur maximale est de 2,61793 (unités impériales). La limite d'endurance représente l'amplitude maximale de la contrainte qu'un matériau peut supporter pendant un nombre infini de cycles sans défaillance.
Outre ces propriétés mécaniques, le graphite possède d'autres propriétés avantageuses. Il présente une résistance thermique et chimique extrêmement élevée, une excellente résistance aux chocs thermiques, une conductivité électrique et thermique élevée et une résistance croissante avec l'augmentation de la température. Le graphite est également facile à usiner et peut être produit avec une grande pureté. Il est largement utilisé dans diverses industries telles que le nucléaire, la métallurgie, les semi-conducteurs, l'énergie solaire, la coulée continue et l'électroérosion.
Le graphite est couramment utilisé comme matériau de matrice dans les équipements de pressage à chaud en raison de sa faible densité, de sa stabilité thermique et de sa résistance mécanique. Il présente toutefois des limites en termes d'applications à haute pression et de réactivité avec certains matériaux. Le graphite peut réagir avec les métaux de transition, les nitrures et les siliciures de métaux de transition.
En outre, les tubes en graphite ont l'avantage de devenir plus résistants lorsqu'ils sont chauffés de la température ambiante à 2000 °C. Ils présentent une résistance exceptionnelle aux chocs thermiques et sont chimiquement inertes, ce qui les rend adaptés aux applications où la corrosion est un problème. Différents imprégnants peuvent être utilisés pour remplir les pores du graphite, et le choix de la qualité dépend de l'application spécifique.
Il est important de noter que le graphite est sensible à l'oxygène et ne doit pas être exposé à l'air à des températures élevées pour éviter l'oxydation et les défaillances structurelles. Les éléments chauffants en graphite sont plus épais que ceux fabriqués avec d'autres matériaux afin de garantir leur stabilité mécanique. La graphitisation du graphite à haute température améliore ses propriétés, ce qui le rend adapté aux applications à haute température.
Globalement, le graphite présente une combinaison de propriétés mécaniques, thermiques et chimiques qui en font un matériau polyvalent pour diverses applications industrielles.
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