Le carbone est un élément chimique présent dans l’atmosphère et même dans l’écorce terrestre. Malgré sa faible teneur dans la nature, le carbone possède une particularité unique. En effet, les atomes de carbones peuvent se lier entre eux et/ou avec d’autres éléments pour former des matériaux composites solides, stables, et dotés de propriétés physiques inégalables. C'est la raison pour laquelle ces matériaux possèdent diverses applications dans le domaine industriel. D’ailleurs, ils se présentent sous différentes formes et structures.
Le graphite et ses utilisations techniques
Le graphite est la forme du carbone à l’état naturel. Il reste stable peut importe la température et se stabilise à la pression normale. Il se présente sous forme de structure cristalline, de couleur noir-gris brillant. Les autres formes allotropiques du carbone sont des dérivés du graphite : graphène, nanotube de carbone, fullerène, diamant, noir de carbone, fibre de carbone, etc. Sa température de fusion avoisine les 3600 °C. Il possède une meilleure conductivité thermique par rapport à l’acier.
Le graphite est très connu pour son utilisation en tant que mine de crayon. Il sert aussi à la fabrication des piles alcalines. Sa résistance thermique peut servir à la conception des matériaux composites réfractaires comme les briques, le haut fourneau, les moules pour fonderie, l’acier, etc. Cette résistance sert aussi dans l’industrie nucléaire. En effet, le graphite s’utilise comme modérateur des réacteurs atomiques. Dans l’industrie de la peinture, il est un ingrédient des peintures anticorrosion. Dans le cas des canalisations en métaux, enterrés sous-terre par exemple, une réaction électrochimique et thermique entre le métal et le fluide y passant, peut produire la corrosion du métal. Ainsi, une couche de peinture en graphite peut protéger le métal de ce phénomène. Le graphite trouve également son application en électrochimie. L’aluminium par exemple, est obtenu par un procédé électrochimique de l’alumine sur une surface d’électrode en graphite. Pour d’autres applications techniques des matériaux carbonés, visitez un site spécialisé comme carbonimpulse.com.
Le coke et ses domaines d’application
Le coke (charbon) est une autre forme pure que peut prendre les matériaux carbonés. Il s’agit d’un produit dérivé de la houille (charbon de terre ou fossile). Le coke s’obtient par une réaction de décomposition de ces matières premières à une très haute température d’environ 1000 °C. Pour obtenir une meilleure rentabilité, la réaction se fait à l’abri de l’air. En effet, l’air est composé d’oxygène qui peut interagir avec le carbone, par combustion, pour former du dioxyde de carbone.
Le coke est un matériau carboné réfractaire. Il résiste à une très haute température. Il intervient surtout dans le domaine de la sidérurgie pour la fabrication des aciers et de certains alliages de métaux. Le coke est un matériau avec un fort pouvoir calorifique. Il peut à la fois, servir de combustible en haut-fourneau tout en permettant de réduire les minerais de fer pour la fabrication de la fonte d’acier.
Le charbon actif et ses diverses modes d’emploi
Le charbon actif est obtenu de diverses manières : activation du coke, à partir du bois, et des résidus végétaux (coque de noix de coco, noyaux de fruits, etc.). L’activation du charbon a pour but de le rendre poreux et d’augmenter son pouvoir adsorbant. C’est également l’un des matériaux carbonés le plus utilisé industriellement.
Le charbon actif en forme de comprimé est recommandé en médecine pour traiter certaines intoxications, les maux de ventre et les maux d’estomac. Dans l’industrie agroalimentaire, il s’utilise pour purifier certains produits comestibles comme les huiles, les boissons, le sucre. En chimie, ce matériau est utilisé comme étant une surface catalytique lors de certaines réactions. Son application est également très recherchée dans le domaine environnemental. En effet, il sert d’adsorbant pour le traitement des effluents solides et gazeux, dans le traitement des eaux avant leur rejet dans la nature. Il retient toutes les particules impures et décolore ces substances.