La fabrication du graphite comporte plusieurs étapes clés, depuis la préparation des matières premières jusqu'à la mise en forme et au traitement final du produit en graphite.
Les 8 étapes clés expliquées
1. Préparation des matières premières
Les principales matières premières utilisées dans la fabrication du graphite sont le coke et le graphite. Ces matières sont d'abord broyées en fines particules. Ces particules sont ensuite mélangées à du brai liant dans des mélangeurs afin de créer une masse homogène.
2. Mise en forme
Le mélange est ensuite façonné dans la forme souhaitée à l'aide de techniques telles que le pressage isostatique, l'extrusion, le moulage par vibration ou le moulage sous pression. Il en résulte un matériau "vert", qui est la forme préliminaire du produit en graphite.
3. Carbonisation
Le matériau "vert" formé est soumis à un processus de carbonisation dans un environnement sans oxygène à environ 1000°C. Ce processus forme des ponts de liant entre les couches de graphite. Ce processus forme des ponts de liant entre les particules solides, améliorant ainsi l'intégrité structurelle du matériau.
4. Graphitisation
Après la carbonisation, le matériau subit une graphitisation. Ce processus transforme le carbone amorphe en une structure de graphite ordonnée en trois dimensions. Pour ce faire, le matériau est chauffé à environ 3 000 °C dans une atmosphère inerte. Au cours de ce processus, les atomes de carbone se réorganisent en couches de graphène, formant un cristal de graphite parfait.
5. Broyage secondaire et pressage isostatique
Après la mise en forme initiale et les traitements thermiques, le graphite peut subir un broyage supplémentaire pour obtenir la taille de grain souhaitée. Les grains fins sont ensuite soumis à un pressage isostatique, où ils sont placés dans des moules et exposés à une pression élevée (plus de 150 MPa). Cette opération garantit une distribution et une disposition uniformes des particules de graphite, ce qui permet d'obtenir des propriétés homogènes dans l'ensemble du matériau.
6. Usinage et mise en forme
Le matériau graphité est ensuite usiné dans les formes du produit final, telles que des tubes, des tiges ou des plaques, à l'aide de techniques telles que l'extrusion, le moulage par compression ou le pressage isostatique. Ces procédés permettent de personnaliser les dimensions et les propriétés en fonction d'applications spécifiques.
7. Purification et traitement de surface
Pour les applications nécessitant une grande pureté, comme dans l'industrie des semi-conducteurs, le graphite est purifié par des méthodes chimiques, impliquant souvent un traitement avec des gaz halogènes à haute température. La surface du graphite peut également être traitée pour obtenir des finitions spécifiques, en fonction de l'utilisation prévue.
8. Inspection finale et expédition
Après toutes les étapes de traitement, le produit en graphite est inspecté pour en vérifier la qualité, puis préparé pour être expédié au client.
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