STUDIO, ANALISI E CARATTERIZZAZIONE DEL COKE DI PETROLIO PER APPLICAZIONI IN MATERIALI D’ATTRITO

The objective of my thesis work, carried out at the R&D laboratory of ITT Motion Technologies located in Barge (CN), is the study of petroleum coke used as a component in the production of friction material for the creation of braking systems. Coke is a solid residue derived from the refining of crude oil. This material, despite being a by-product, also boasts other possible applications: from its use as a fuel in power plants and cement factories, due to its high calorific value and lower cost compared to coal, up to use for the production of carbon anodes. My thesis is divided into two parts: in the former a theoretical research work was carried out for the description of the coke production methods, including calcination and graphitization, while in the latter an experimental work was carried out on the cokes used for production of friction material. Characterization measurements have been carried out on each sample using X-ray diffractometry (XRD) while X-ray fluorescence (XRF) and FESEM-EDS analyzes were performed, useful for evaluating the presence of any potentially polluting elements. The images acquired by means of FESEM were used to evaluate morphology and size of the samples. Finally, density and surface area measurements were carried out using, respectively, the helium pycnometer and the technique BET.

Il mio lavoro di tesi, svolto presso il laboratorio R&D di ITT Motion Technologies situata a Barge (CN), ha avuto come obiettivo lo studio del coke di petrolio utilizzato come componente nella produzione di materiale d’attrito per la realizzazione di sistemi frenanti. Il coke è un residuo solido derivato dalla raffinazione del greggio. Tale materiale, pur essendo un sottoprodotto, vanta anche altre possibili applicazioni: dall’impiego come combustibile nelle centrali elettriche e nei cementifici, a causa del suo alto potere calorifico e minor costo rispetto al carbone, fino all’utilizzo per la produzione di anodi di carbonio. Il mio elaborato è suddiviso in due parti: nella prima è stato svolto un lavoro teorico di ricerca per la descrizione dei metodi di produzione del coke, includendo calcinazione e grafitizzazione, mentre nella seconda è stato eseguito un lavoro di tipo sperimentale sui coke utilizzati per la produzione di materiale d’attrito. È stata effettuata una misura di caratterizzazione su ogni campione mediante diffrattometria a raggi X (XRD) e sono state eseguite analisi di fluorescenza a raggi X (XRF) e FESEM-EDS utili per valutare la presenza di eventuali elementi potenzialmente inquinanti. Le immagini acquisite con il FESEM sono state utilizzate per valutare la morfologia e la dimensione dei campioni. Infine sono state svolte misure di densità e di area superficiale mediante l’utilizzo, rispettivamente, del picnometro a elio e della tecnica BET.