Kui kunstliku grafiidi või naftakoksi lämmastikusisaldus on liiga kõrge, võib see märkimisväärselt mõjutada materiaalseid omadusi, tootmisprotsesse ja järgnevaid rakendusi, nagu allpool kirjeldatud:
Mõju materiaalsetele omadustele
Esiteks vähenevad juhtivus ja termiline stabiilsus. Lämmastiku doping võib häirida grafiidi tavalist võre struktuuri, suurendades takistust. Kui kunstliku grafiidi vastupidavus suureneb 10–30% -ni, mõjutab see nii elektri- kui ka soojusjuhtivust. Kõrge temperatuuriga metallurgia ajal on lämmastikku sisaldavad ühendid oksüdatiivse lagunemise tekkeks, kiirendades materjali kadu.
Negatiivsed mõjud järgnevatele rakendustele
Kui seda kasutatakse terase valmistamisel karburiseeriva ainena, võib lämmastik sulandada sulaterasse, põhjustades terases lämmastiku omavahel omandamist, mis vähendab sitkust ja muudab selle madala temperatuuri korral luumurdumiseks, mõjutades eriti kõrge väärtusega terast nagu ülitugev teras ja automaatne leht. Alumiiniumist elektrolüüsis, kui grafiidi anood sisaldab liiga palju lämmastikku, vabastab see lämmastikku sisaldavaid gaase, saastades alumiiniumi sulamist ja vähendades alumiiniumi puhtust. Lämmastikusisaldus alumiiniumis, mis ületab 50 ppm, võib põhjustada kvaliteediprobleeme. Keemilistes ja tulekindlates tööstusharudes saab lämmastik reageerida hapnikuga kõrgetel temperatuuridel, moodustades kahjulikke gaase nagu NOX, suurendades keskkonnaravi kulusid. Sellistes rakendustes nagu grafiidi tiiglid ja tulekindlad tellised võivad lämmastiku lisandid vähendada materjali korrosioonikindlust ja kõrge temperatuuri tugevust.
Probleemide probleemid
Graphitization efficiency decreases as nitrogen may inhibit the orderly arrangement of carbon atoms during the graphitization process, prolonging the process time. The graphitization temperature needs to be increased by 50-100℃ to compensate for nitrogen interference, increasing energy consumption, with electricity consumption rising by 5%-15% and carbon emissions. If the raw petroleum coke itself has a high nitrogen content (e.g., >0. 5%), on vaja täiendavaid denitrifikatsiooniprotseduure, näiteks kõrgtemperatuuriga kaltsineerimist ja hapete pesemist, suurendades tootmiskulusid. Kui lämmastikku kasutatakse kaitsva atmosfäärina, tuleb protsessi parameetreid rangelt kontrollida, et vältida lämmastiku materjali infiltreerumist, suurendades sellega tooraine ja protsesside kontrolli raskusi.
Lahendused ja tööstuse standardid
Seetõttu tuleks tooraine valimisel ja eeltöötlemisel valida madala lämmastiku naftakoksiga, kvaliteetse naftakoksiga on lämmastikusisaldus<0.3% or volatile nitrogen-containing compounds should be decomposed through calcination at temperatures above 1300℃. Additionally, acid washing of the raw materials can remove some nitrogen impurities. Process optimization can also be conducted, such as controlling the atmosphere in the graphitization furnace: replacing nitrogen with argon protection in the later stages of graphitization to reduce nitrogen doping; Adjusting the heating curve, extending the holding time at critical temperatures of 2000-2500℃ to promote the escape of nitrogen elements.
