Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Apr 2004)
Grafito isotrópico obtenido a partir de coque para aplicaciones en automoción
Abstract
The graphite is an allotropic form of the element carbon consisting of layers of hexagonally arranged carbon atoms in a planar condensed ring system. Coke particles used for conventional synthetic graphite products are long and narrow. These particles produce a preferred structural orientation in the product after the conventional uniaxial pressing or extrusion with high anisotropy. With a properly election of raw materials and process is possible reduce the anisotropy to obtain isotropic graphite. Repsol-YPF has produced a binderless polyaromatic mesophase from petroleum pitch, which has shown to be very appropriated as raw material for production of high strength isotropic graphite with high performance and low cost. This graphite have offered thermal, mechanical, chemical and wear properties higher than conventional graphite. The isotropic graphite obtained is suitable for making pistons, valves, turbojoints and other automotives components. The pistons design with this isotropic graphite has been developed for an automotive petrol engine. Piston prototypes were manufactured and tested in engines at full power and at full torque. This paper analysed the physical, mechanical and fracture properties of the isotropic graphite obtained.<br><br>El grafito es una forma alotrópica del carbono, consistente en capas de átomos de carbono cristalizados en anillos hexagonales planos. Las partículas de coque utilizadas para sintetizar el grafito convencional son largas y estrechas, lo que da lugar a una estructura orientada de alta anisotropía tras un proceso de compactación o extrusión. Con una adecuada selección de materias primas y procesos de conformado es posible reducir dicha anisotropía, hasta eliminarla en la obtención del grafito isotrópico. La empresa Repsol-YPF, S.A., ha desarrollado un proceso para la fabricación de una mesofase poliaromática extraída por carbonización de residuos del refino del petróleo, a partir de la cual se obtiene un grafito isotrópico de altas prestaciones y bajo costo. Este grafito presenta propiedades térmicas, mecánicas, químicas y tribológicas muy superiores al grafito convencional; habiéndose propuesto su utilización para la fabricación de pistones, válvulas, cierres de bombas de agua y otros componentes en motores de automoción. Se han desarrollado pistones diseñados con este grafito isotrópico para un motor de gasolina. Estos pistones prototipo han sido fabricados y ensayados en motores a plena potencia y plena carga. En este trabajo se analizan las propiedades físicas, mecánicas y el comportamiento a fractura de este grafito isotrópico.
