Grafitiseeritud naftakoksi oksüdatsiooniresistentsus on üks selle olulisemaid tulemusnäitajaid, mis mõjutab otseselt selle stabiilsust ja kasutusaega kõrgetes - temperatuurikeskkondades.
Järgnev selgitab oksüdatsiooniresistentsust mõjutavaid tegureid ja kuidas seda parandada:
Oksüdatsiooniresistentsust mõjutavad peamised tegurid:
1. grafitiseerimise aste
Mida suurem on grafitiseerimise aste (mida regulaarsem on süsinikuaatomite paigutus ja mida väiksem on vahepalade kaugus), seda tugevam on oksüdatsiooniresistentsus. Selle põhjuseks on asjaolu, et tavaline kristallstruktuur on hapniku rünnakule vähem vastuvõtlik, samas kui mittetäielikult grafitiseeritud jääksüsiniku (sealhulgas korrastamata süsinik) on oksüdatsiooni suhtes vastuvõtlikum.
2. Eba puhkesisu
Metalloksiidid (Fe, Ni, V jne): toimivad oksüdatsioonireaktsioonide katalüsaatoritena, vähendavad need süsiniku oksüdatsiooni aktiveerimise energiat ja kiirendavad oksüdatsiooni. Seetõttu on madala tuhasisaldusega (vähem lisandite) graafilisel naftakoksil suurem oksüdatsiooniresistentsus.
Väävlisisaldus: väävel võib moodustuda kõrgel temperatuuril, soodustades kaudselt süsiniku oksüdatsiooni. Seetõttu on madal - väävlitoodetel parem oksüdatsiooniresistentsus.
3. osakeste suurus ja spetsiifiline pindala
Mida väiksem on osakeste suurus ja mida suurem on spetsiifiline pindala, seda suurem on kontaktpind hapnikuga, muutes selle oksüdatsioonile vastuvõtlikumaks. Seetõttu on jämeda - teralise graafilise naftakoksi oksüdatsiooniresistentsus kui peen pulber.
4. poorsus
Sisemiste pooridega tooted võimaldavad hapnikul hõlpsamini tungida, kiirendades oksüdatsioonireaktsioone. Seetõttu on tiheda struktuuriga graafilisel naftakoksil parem oksüdatsiooniresistentsus.
Levinud meetodid oksüdatsiooniresistentsuse parandamiseks:
1. graafiliseerimise astme suurendamine
Kõrge - temperatuuri grafitiseerimine (üle 2800 kraadi) vähendab korrastamata süsinikku ja lisandeid, optimeerib kristallstruktuuri ja suurendab oksüdatsiooniresistentsust.
2. pinnakate
Antioksüdantkatte (näiteks sic või al₂o₃) rakendamine grafitiseeritud naftakoksi pinnale loob füüsilise tõkke, takistades hapnikku süsinikuga kokkupuutumist. Seda meetodit kasutatakse laialdaselt elektrolüütiliste alumiiniumist anoodides ja tulekindlates materjalides.
3. doping
Väikese koguse antioksüdantsete elementide (näiteks boor ja räni) lisamine moodustab keemiliselt materjali pinnale stabiilse oksiidkile, pärssides oksüdatsiooni.
4. Osakeste suuruse kontroll ja tihenemine
Valige sobiv osakeste suurus (vältige liigselt peeneid osakesi) ja vähendage poorsust selliste protsesside kaudu nagu vormimine ja paagutamine, et minimeerida hapniku läbitungimiskanaleid.
Grafitiseeritud naftakoksi antioksüdantsed omadused sõltuvad ülioluliselt selle grafitiseerimise, lisandite sisalduse ja füüsilise struktuuri (osakeste suurus ja poorsuse) astmest, mis mõjutavad otseselt selle sobivust kõrge - temperatuurirakenduste jaoks. Praktilistes rakendustes tuleb antioksüdantsete omaduste ja kulude tasakaalustamiseks teha tooraine valimine, protsesside optimeerimine või muutmine, võttes arvesse töötemperatuuri, keskkonda (aeroobseid/anaeroobseid) ja eluea nõudeid, et rahuldada erinevate rakenduste vajadusi.
