Kunstlikud grafiidigraanulid on kunstlike meetodite abil valmistatud grafiidimaterjalid, millel on erinevad vormid ja rakendusväljad. Järgmistes osades on üksikasjalik seletus tootmisprotsesside, omaduste, rakenduse stsenaariumide, tehnoloogiliste edusammude ja standard spetsifikatsioonide vaatenurgast:
I. Tootmisprotsessid ja omadused
Kunstlike grafiidigraanulite tootmine kasutab tavaliselt süsinikuid nagu naftakoks ja agregaatidena koks, sidujana söe tõrva samm. Protsess hõlmab purustamist, partiimist, segamist, vormimist, karboniseerimist (kaltsineerimist) ja grafitiseerimist (kõrgtemperatuuriga töötlemine 2500-3000 kraadi juures). Mõned tipptasemel tooted vajavad tiheduse ja puhtuse suurendamiseks mitut immutamist ja puhastamist.
Selle vormid hõlmavad pulbrit, kiudaineid ja plokki. Kitselt määratletud kunstlik grafiidi on enamasti plokkvormis, mis vajab osakesteks täiendavat töötlemist. Näiteks vajavad liitiumakuanoodimaterjalid ploki grafiidi purustamist mikronisuurusteks osakesteks ja läbima pinna modifikatsiooni. Selle struktuur on mitmefaasiline materjal, mis koosneb grafiidifaasidest, mis on teisendatud naftakoksist, sideainega konverteeritud grafiidifaasidest ja poorist struktuuridest, mille grafitisatsiooniaste on tavaliselt alla 90%.
Füüsikalis -keemiliste omaduste osas on selle elektriline ja soojusjuhtivus madalam kui loodusliku helveste grafiidil, kuid sellel on parem korrosioonikindlus, kulumiskindlus ja läbilaskvus. Selle mehaanilisi omadusi saab parandada osakeste kujundamise seadmetega, et suurendada ühtlust ja survetugevust. Liitiumakuanoodides võivad kunstlikud grafiidigraanulid ühtlase suuruse ja vähem pinnadefektide tõttu saavutada üle 8000 tsükli tsükli, edestades looduslikku grafiiti.
Ii. Põhirakenduse väljad
Metallurgia- ja keemiatööstuses kasutatakse seda terase sulatamise karburiseeriv ainena. Erinevad suurused ja spetsifikatsioonid, näiteks {{{0}}. Sellest on valmistatud ka grafiidi elektroodid ja elektrolüüsi jaoks anoodvardad. Vaiguga immutatud kunstlikke grafiidigraanuleid kasutatakse tugeva korrosioonikindlusega plokkide või torukujuliste seadmete tootmiseks.
Kulumiskindlates ja tihendusmaterjalides kasutatakse seda ise määrivate komponentide, näiteks kolbrõngaste ja laagrite valmistamiseks, välistades vajaduse täiendavate määrdeainete järele. Soojusjuhtivuse ja hõõrdematerjalide korral kasutatakse kõrge puhtusega grafiidipulbrit (üle 1000 võrgusilma).
Liitium-ioonaku anoodmaterjalina domineerivad kunstlikud grafiidigraanulid 82% turust tänu nende suurepärasele tsükli jõudlusele (310-360 mah\/g spetsiifiline maht) ja hea ühilduvuse tõttu elektrolüütidega. Osakeste sekundaarse ettevalmistamise tehnoloogia suurendab tihenemise tihedust ja kiire laadimise jõudlust.
Iii. Tehnilised standardid ja uuendused
Rahvusvaheline standard ISO\/TR 24857: 2006 täpsustab kunstliku teemantvõrke survetugevuse testimise meetodi, mida saab analoogselt rakendada grafiidigraanulite kvaliteedikontrolli korral. Kodune standard GB\/T 30071-2013 reguleerib suure tihedusega grafiitgraanulite jõudlusnäitajaid.
Patendi- ja protsessiuuenduste kaudu optimeerivad osakeste kujundamise seadmed osakeste kujud mehaanilise töötlemise kaudu, parandades aku anoodmaterjalide tihendustihedust. Osakeste sekundaarne ettevalmistamine suurendab materjali jõudlust komposiitgranulatsiooni abil, kasutades patenteeritud tehnoloogiaid.
IV. Turu- ja toodete spetsifikatsioonid
Graanulite suuruse ja puhtuse taset on variatsioone. Alates ülikergetest pulbritest (1000 võrgusilma) kuni jämedate osakesteni (5-10 mm) vastavad nad erinevatele rakendusvajadustele. Kõrgpuhustusega grafiidigraanuleid (süsinikusisaldus suurem või võrdne 98,5%-ga) kasutatakse tipptasemel valdkondades, näiteks pooljuhid ja tuumatööstus. Hinnad varieeruvad sõltuvalt pakkumise ja tootmiskohtadest.
Kokkuvõte
Kunstlikud grafiidigraanulid mängivad kontrollitavate ettevalmistamisprotsesside ja modifitseerimistehnoloogiate kaudu olulist rolli uues energias, metallurgias ja keemiatööstuses. Osakeste sekundaarsete ettevalmistamise ja komposiitmaterjalide väljatöötamise tulevikus laienevad nende jõudlus ja rakendus ulatus veelgi.
