Штучний графіт

Електрохімічні характеристики
У порівнянні з природним графітом, штучний графіт може не тільки більш суворо контролювати його якість і структуру, але також має кращі електрохімічні характеристики. Як звичайний матеріал для акумуляторів, графіт завжди був популярним. Однак із постійним розвитком науки й техніки люди можуть подрібнювати природний графіт, а потім переробляти штучний графіт за допомогою хімічних або фізичних процесів. Таким чином, як матеріал для батареї, він має широкі перспективи застосування та відомий як дуже потенційний альтернативний матеріал.

Нестандартний дизайн
Він також може коригувати структуру та морфологію для досягнення індивідуального дизайну відповідно до вимог продуктивності різних сценаріїв застосування. Наприклад, завдяки тонкому контролюванню його мікроструктури він може стати різними видами матеріалів для акумуляторів, такими як суперконденсатори, матеріали для зберігання енергії та літій-іонні батареї. Ця властивість робить штучний графіт актуальною темою в галузі дослідження матеріалів для акумуляторів.

Висока електропровідність
Це матеріал, виготовлений із природного графіту, який змінює свою кристалічну структуру шляхом високотемпературного спікання з утворенням матеріалу з високою провідністю, високотемпературною стабільністю та високою структурною контрольованістю. Він широко використовується в багатьох сферах, але найчастіше використовується в акумуляторах. Штучний графіт у сучасних батареях в основному використовується на негативних пластинах для зберігання та вивільнення іонів у негативному електроді, який генерує електричний струм. Порівняно з природним графітом він чистіший, має вищу провідність і більш однорідну структуру, що покращує продуктивність і термін служби батареї.

Електропровідність штучного графіту
Те, що штучний графіт є електропровідним, пояснюється його атомною структурою. Кожен атом вуглецю в кристалі штучного графіту має чотири валентні електрони, також звані зовнішніми електронами, які можуть утворювати зв’язки з сусідніми атомами. Однак лише три з чотирьох валентних електронів вступають у зв’язок, тоді як четвертий електрон залишається вільно рухомим і, таким чином, дозволяє проводити електрику.

Теплопровідність штучного графіту
Штучний графіт має чудову теплопровідність у поєднанні зі стійкістю до високих температур. штучний графіт не має температури плавлення; він переходить із твердого стану безпосередньо в газоподібний. Цей процес називається сублімація. В атмосфері інертного газу штучний графіт стає пластично деформованим, починаючи з температури 2500 градусів. При температурі вище 3750 градусів штучний графіт сублімується навіть без присутності кисню.

Хімічна стійкість штучного графіту
Штучний графіт є одним з найбільш хімічно стійких матеріалів. Він стійкий майже до всіх середовищ органічної хімії. До них зазвичай входять проміжні та/або кінцеві продукти в нафтохімічній, вугільній промисловості, промисловості пластмас, виробництві фарб, покриттів, холодоагентів і антифризу, а також у косметичній і харчовій промисловості. штучний графіт також стійкий до більшості неорганічних середовищ, таких як неокислювальні кислоти, луги, водні розчини солей і більшість технічних газів.

Композиція
Штучний графіт:Виготовлений із вуглецевої сировини шляхом високотемпературної обробки, штучний графіт демонструє високовпорядковану атомну структуру. Він може похвалитися рівнем чистоти, що перевищує 99% вуглецю, а решта домішок в основному складається з золи та летких матеріалів.
Природний графіт:Природний графіт, отриманий із природних родовищ корисних копалин, утворюється шляхом метаморфізму органічного матеріалу. Він складається з різного вмісту вуглецю, зазвичай коливається від 15% до 95%, а решта складу складається з домішок, таких як зола, сірка та мікроелементи.

Виробничі процеси
Штучний графіт:Виробництво штучного графіту передбачає графітизацію вуглецевмісних матеріалів, таких як нафтовий кокс або кам’яновугільний пек, при температурах понад 2500 градусів. Цей процес дозволяє вирівнювати атоми вуглецю, що призводить до висококристалічної структури з чудовою тепло- та електропровідністю.
Природний графіт:Видобутий із шахт або кар’єрів природний графіт проходить кілька механічних і хімічних обробок для підвищення його якості. Ці процеси включають помел, флотацію, очищення та мікронізацію, що дозволяє видаляти домішки та регулювати розмір і розподіл частинок.

Фізичні та хімічні властивості
Штучний графіт:Штучний графіт має кращі фізичні властивості порівняно з природним аналогом. Він демонструє високу щільність, низьку пористість і чудову тепло- та електропровідність. Крім того, штучний графіт забезпечує чудову стійкість до хімічної корозії, що робить його придатним для вимогливих застосувань.
Природний графіт:Природний графіт має меншу щільність, вищу пористість і помірну тепло- та електропровідність. Його властивості можуть змінюватись залежно від походження та використовуваних технологій обробки. Хоча він може не мати такого ж рівня продуктивності, як штучний графіт, природний графіт все ще знаходить широке застосування в різних галузях промисловості.

Додатки
Штучний графіт:Завдяки своїм винятковим властивостям штучний графіт знаходить широке застосування в передових галузях промисловості. Це важливий компонент літій-іонних акумуляторів, що підвищує їх щільність енергії та подовжує термін служби. штучний графіт також використовується у високотемпературних застосуваннях, таких як тиглі, електроди та нагрівальні елементи.
Природний графіт:Природний графіт знаходить застосування в різних галузях. Його зазвичай використовують як мастильний матеріал завдяки його самозмащувальним властивостям. Крім того, природний графіт використовується в металургійній та автомобільній промисловості для виготовлення тиглів, ливарних покриттів, гальмівних накладок і прокладок. Він також служить анодним матеріалом у лужних батареях і в ядерних реакторах як сповільнювач.

Приготування порошку і пасти
Сировина для виробництва штучного графіту (нафтовий кокс, пековий кокс, сажа, природний графіт і брухт вторинного графіту завантажується і зберігається в силосах сировини. Спочатку сировина подрібнюється в дробарках і кульових млинах. Отриманий порошок потім кондиціонується Відповідно до розподілу частинок за розміром, порошок змішують із сполучною речовиною для отримання пасти.

Формування форми
Отриману пастоподібну суміш можна ущільнити одним із способів формоутворення: екструзією, віброформуванням або холодним ізостатичним пресуванням.
● Екструзія полягає в продавлюванні пастоподібної суміші через фільєру з отвором. Результатом екструзії є довгий продукт, такий як стрижні, бруски, довгі плити або труби з правильним поперечним перерізом, який можна розрізати на частини необхідної довжини. Екструдовані графітові матеріали ізотропні. Властивості в напрямку екструзії відрізняються від властивостей в інших напрямках.
● Вібраційне формування — це метод безперервного формування виробів великих розмірів. Форму заповнюють пастоподібною сумішшю, а поверх неї кладуть важку металеву пластину. Потім матеріал ущільнюється за допомогою вібрації форми. Сформовані тіла демонструють більш високий ступінь ізотропії порівняно з екструдованими матеріалами.
● Холодне ізостатичне пресування – це метод пресування порошку, який проводиться при кімнатній температурі та передбачає застосування тиску з кількох напрямків через рідке середовище, що оточує пресовану частину. Використовується гнучка форма, занурена в рідке середовище під тиском. Методом ізостатичного пресування готують матеріали з однорідною анізотропною структурою.

Випічка
Ущільнені частини проходять термічну обробку в анаеробній печі для випікання при температурах від 900 до 1200 градусів (1650 і 2200 градусів F). Під час запікання відбувається карбонізація. Це призводить до термічного розкладання сполучного на елементарний вуглець і леткі компоненти. Вуглець, що утворюється в процесі карбонізації, зв'язує частинки порошку. Об'єм в'яжучого вище об'єму утвореного вуглецю. Тому карбонізація призводить до утворення пор. Загальний відносний об'єм пористості визначається кількістю сполучного.

Смоляне просочення
На цьому етапі процесу вуглецеві деталі можна просочити смолою та повторно запекти, щоб зменшити пористість. Просочення зазвичай виконується з використанням смоли з нижчою в'язкістю, ніж вихідна смола сполучного. Низька в'язкість необхідна для більш повного заповнення щілин. Зазвичай для цієї функції використовується нафтовий пек. Для деяких сортів графіту високої щільності вуглецеві деталі можуть кілька разів проходити цикл випікання, просочення смолою та повторного випікання.

Графітізація
На цьому етапі формовані, випечені, просочені смолою та повторно випечені деталі піддаються термічній обробці в анаеробному середовищі при надзвичайно високій температурі від 2700 до 3000 градусів (4900 до 5450 градусів F). Графітізація призводить до кристалізації аморфного вуглецю-попередника, який перетворюється на кристалічний графіт. Під впливом температури кристаліти ростуть і перегруповуються у впорядковану структуру, що складається з паралельних площин. Це перетворення супроводжується зміною фізичних властивостей матеріалу. Під час високотемпературної обробки графіт також очищається, оскільки більшість його домішок (залишки зв'язуючого, гази, оксиди, сірка) випаровуються.

Перевірки якості
Перед відправкою графітизовані вироби проходять серію випробувань і перевірок. На цьому етапі отриманий графітовий матеріал вже має чудову стійкість до корозії та чудову теплопровідність. Однак він дуже пористий і тому зовсім не пропускає повітря.

Зараз компанія має 2 сучасні виробничі цехи та 2 великі складські цехи, які можуть задовольнити потреби великого виробництва та швидкої логістики. Річний обсяг виробництва досяг 100,000 тонн. Після років напруженої роботи ми тісно співпрацювали з багатьма вітчизняними компаніями та експортували продукцію в багато країн і регіонів. У майбутньому компанія продовжуватиме дотримуватись бізнес-філософії «орієнтованої на якість, чесності та надійності», постійно покращуватиме якість продукції та рівень обслуговування, здійснюватиме широку співпрацю та обмін з вітчизняними та іноземними компаніями та спільно сприятиме розвитку вуглецевої промисловості.