El grafit s'utilitza àmpliament en la fabricació d'equips químics a causa de la seva excel·lent resistència a la corrosió, conductivitat elèctrica i estabilitat tèrmica. Tanmateix, el grafit presenta propietats mecàniques relativament febles, especialment en condicions d'impacte i vibració.fibra de vidre, com a material compost d'alt rendiment, ofereix avantatges significatius quan s'aplica a equips químics basats en grafit a causa de la seva resistència a la calor, resistència a la corrosió i propietats mecàniques superiors. Els avantatges específics inclouen:
(1) Rendiment mecànic millorat
La resistència a la tracció de la fibra de vidre pot arribar als 3.450 MPa, superant amb escreix la del grafit, que normalment oscil·la entre els 10 i els 20 MPa. En incorporar fibra de vidre als materials de grafit, es pot millorar significativament el rendiment mecànic general de l'equip, inclosa la resistència a l'impacte i a les vibracions.
(2) Resistència a la corrosió
La fibra de vidre demostra una excel·lent resistència a la majoria d'àcids, àlcalis i dissolvents. Tot i que el grafit en si és altament resistent a la corrosió,fibra de vidrepot oferir un rendiment superior en entorns químics extrems, com ara condicions d'alta temperatura i alta pressió, atmosferes oxidants o entorns d'àcid fluorhídric.
(3) Propietats tèrmiques millorades
La fibra de vidre té un coeficient d'expansió tèrmica (CTE) extremadament baix d'aproximadament 5,0 × 10−7/°C, cosa que garanteix l'estabilitat dimensional sota tensió tèrmica. A més, el seu alt punt de fusió (1.400–1.600 °C) atorga una resistència excepcional a altes temperatures. Aquestes característiques permeten que els equips de grafit reforçat amb fibra de vidre mantinguin la integritat estructural i la funcionalitat en entorns d'alta calor amb una deformació mínima.
(4) Avantatges de pes
Amb una densitat d'aproximadament 2,5 g/cm3, la fibra de vidre és lleugerament més pesada que el grafit (2,1–2,3 g/cm3), però significativament més lleugera que els materials metàl·lics com l'acer o l'alumini. La integració de fibra de vidre en equips de grafit millora el rendiment sense augmentar substancialment el pes, preservant la naturalesa lleugera i portàtil de l'equip.
(5) Eficiència de costos
En comparació amb altres compostos d'alt rendiment (per exemple, la fibra de carboni), la fibra de vidre és més rendible, cosa que la fa avantatjosa per a aplicacions industrials a gran escala:
Costos de les matèries primeres:fibra de vidreutilitza principalment vidre de baix cost, mentre que la fibra de carboni depèn de l'acrilonitril car.
Costos de fabricació: Tots dos materials requereixen un processament a alta temperatura i alta pressió, però la producció de fibra de carboni implica passos complexos addicionals (per exemple, polimerització, estabilització de l'oxidació, carbonització), cosa que augmenta els costos.
Reciclatge i eliminació: La fibra de carboni és difícil de reciclar i presenta riscos ambientals si es manipula incorrectament, cosa que comporta costos d'eliminació més elevats. La fibra de vidre, en canvi, és més manejable i respectuosa amb el medi ambient en escenaris de final de vida útil.
Data de publicació: 24 d'abril de 2025
