Quelle est la différence entre la graphitisation et la carbonisation

Qu’est-ce que la graphitisation ?

La graphitisation est un processus industriel dans lequel le carbone est converti en graphite. Ce changement microstructural se produit dans les aciers au carbone ou faiblement alliés exposés à des températures comprises entre 425 et 550 degrés Celsius pendant des périodes prolongées, parfois jusqu'à mille heures. Ce processus peut conduire à une fragilisation.

Par exemple, la microstructure des aciers au carbone-molybdène contient généralement de la perlite, qui est un mélange de ferrite et de cémentite. Lorsqu'il est soumis à la graphitisation, ce matériau se décompose en particules de ferrite et de graphite dispersées de manière aléatoire. Cette transformation fragilise l'acier car la présence de graphite réduit sa résistance du fait de la répartition aléatoire des particules au sein de la matrice.

Pour éviter la graphitisation, on peut utiliser des matériaux plus résistants et moins sensibles à ce processus. De plus, modifier l’environnement, comme augmenter le pH ou réduire la teneur en chlorure, peut également contribuer à atténuer le risque de graphitisation. Une autre méthode de prévention efficace consiste à appliquer des revêtements, notamment une protection cathodique sur la fonte.

Qu’est-ce que la carbonisation ?

La carbonisation est un processus industriel qui convertit la matière organique en carbone. Les matières organiques impliquées comprennent généralement des plantes et des carcasses d’animaux. Ce processus se produit par distillation destructive et est classé comme une réaction de pyrolyse, qui implique plusieurs réactions chimiques se produisant simultanément. Des exemples de ces réactions comprennent la déshydrogénation, la condensation, le transfert d'hydrogène et l'isomérisation.

La carbonisation diffère de la production de charbon car elle se produit à un rythme beaucoup plus rapide ; sa vitesse de réaction est plusieurs fois plus rapide. La température appliquée pendant le processus peut influencer le degré de carbonisation et la teneur restante en éléments étrangers dans le produit final. Par exemple, à une température de 1 200 K, la teneur en carbone du résidu est d'environ 90 % en poids, alors qu'aux environs de 1 600 K, la teneur en carbone augmente jusqu'à environ 99 % en poids.

En général, la carbonisation est une réaction exothermique, c’est-à-dire qu’elle dégage de la chaleur. Il peut être rendu autonome et utilisé comme source d’énergie sans générer de dioxyde de carbone. Cependant, si la matière organique est soumise à un changement brusque de température, comme lors d’une explosion nucléaire, la matière biologique se carbonisera presque instantanément, se transformant en carbone solide.

En conclusion, la graphitisation et la carbonisation sont des processus industriels qui impliquent le carbone soit comme réactif, soit comme produit. La carbonisation fait référence au processus de conversion de la matière organique en carbone, tandis que la graphitisation consiste à transformer le carbone en graphite. Par conséquent, la carbonisation est classée comme un changement chimique, tandis que la graphitisation est reconnue comme un changement microstructural.

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