Изкуствен графит

Електрохимични характеристики
В сравнение с естествения графит, изкуственият графит може не само да контролира качеството и структурата си по-стриктно, но и да има по-добри електрохимични характеристики. Като общ материал за батерии, графитът винаги е бил предпочитан. Въпреки това, с непрекъснатия напредък на науката и технологиите, хората могат да натрошат естествения графит и след това да преработят изкуствения графит чрез химически или физически процеси. Следователно, като материал за батерии, той има широк спектър от перспективи за приложение и е известен като много потенциален алтернативен материал.

Персонализиран дизайн
Той може също да коригира структурата и морфологията, за да постигне персонализиран дизайн, за да отговори на изискванията за производителност на различни сценарии на приложение. Например, чрез фино контролиране на неговата микроструктура, той може да стане различни видове материали за батерии като суперкондензатори, материали за съхранение на енергия и литиево-йонни батерии. Това свойство прави изкуствения графит гореща тема в областта на изследването на материалите за батерии.

Висока електропроводимост
Това е материал, изработен от естествен графит, който променя своята кристална структура чрез високотемпературно синтероване, за да образува материал с висока проводимост, стабилност при висока температура и висока структурна контролируемост. Използва се широко в много области, но най-често се използва в батериите. Изкуственият графит в съвременните батерии се използва главно върху отрицателни плочи за съхраняване и освобождаване на йони в отрицателния електрод, който генерира електрически ток. В сравнение с естествения графит, той е по-чист, има по-висока проводимост и има по-хомогенна структура, което подобрява производителността и живота на батерията.

Електропроводимост на изкуствен графит
Фактът, че изкуственият графит е електропроводим, се дължи на неговата атомна структура. Всеки въглероден атом в изкуствен графитен кристал има четири валентни електрона, наричани още външни електрони, които могат да образуват връзки със съседни атоми. Само три от четирите валентни електрона обаче влизат във връзка, докато четвъртият електрон остава свободно подвижен и по този начин позволява провеждането на електричество.

Топлопроводимост на изкуствения графит
Изкуственият графит има отлична топлопроводимост, съчетана с устойчивост на висока температура. изкуственият графит няма точка на топене; преминава от твърдо състояние директно в газообразно състояние. Този процес се нарича сублимация. В атмосфера на инертен газ, изкуственият графит става пластично деформируем, започвайки от температура от 2500 градуса. При температури над 3750 градуса изкуственият графит сублимира дори без наличие на кислород.

Химическа устойчивост на изкуствен графит
Изкуственият графит е един от най-устойчивите на химикали материали. Устойчив е на почти всички среди на органичната химия. Те обикновено включват междинни и/или крайни продукти в нефтохимическата промишленост, рафинирането на въглища, производството на пластмаси, производството на бои, покрития, хладилни агенти и антифриз, но също и в козметичната и хранително-вкусовата промишленост. изкуственият графит е устойчив и на повечето неорганични среди, като неокисляващи киселини, основи, водни разтвори на соли и повечето технически газове.

Състав
Изкуствен графит:Произведен от въглеродна суровина чрез високотемпературна обработка, изкуственият графит показва силно подредена атомна структура. Той може да се похвали с ниво на чистота над 99% въглерод, като останалите примеси включват главно пепел и летливи материали.
Естествен графит:Произведен от естествено срещащи се минерални находища, естественият графит се образува чрез метаморфизма на органичен материал. Състои се от различно съдържание на въглерод, обикновено вариращо от 15% до 95%, като останалият състав включва примеси като пепел, сяра и микроелементи.

Производствени процеси
Изкуствен графит:Производството на изкуствен графит включва графитизиране на въглеродни материали, като петролен кокс или каменовъглен катран, при температури над 2500 градуса. Този процес позволява подреждането на въглеродните атоми, което води до силно кристална структура с отлична термична и електрическа проводимост.
Естествен графит:Извличан от мини или кариери, естественият графит преминава през няколко механични и химически обработки, за да се подобри качеството му. Тези процеси включват смилане, флотация, пречистване и микронизиране, което позволява отстраняване на примесите и регулиране на размера и разпределението на частиците.

Физични и химични свойства
Изкуствен графит:Изкуственият графит притежава превъзходни физически свойства в сравнение с естествения си аналог. Той показва висока плътност, ниска порьозност и забележителна термична и електрическа проводимост. Освен това, изкуственият графит предлага отлична устойчивост на химическа корозия, което го прави подходящ за взискателни приложения.
Естествен графит:Естественият графит показва по-ниска плътност, по-висока порьозност и умерена топло- и електрическа проводимост. Неговите свойства могат да варират в зависимост от произхода и използваните техники за обработка. Въпреки че може да няма същото ниво на производителност като изкуствения графит, естественият графит все още намира широко приложение в различни индустрии.

Приложения
Изкуствен графит:Благодарение на изключителните си свойства, изкуственият графит намира широко приложение в напредналите индустрии. Той е основен компонент в литиево-йонните батерии, като повишава енергийната им плътност и удължава живота им. изкуственият графит се използва и при високотемпературни приложения като тигли, електроди и нагревателни елементи.
Естествен графит:Естественият графит намира приложение в различни сектори. Обикновено се използва като смазка поради свойствата си на самосмазване. Освен това естественият графит се използва в стоманодобивната и автомобилната промишленост за тигли, леярски покрития, спирачни накладки и уплътнения. Той също така служи като аноден материал в алкални батерии и в ядрени реактори като модератор.

Приготвяне на прах и паста
Суровините за производство на изкуствен графит (петролен кокс, катран кокс, сажди, естествен графит и вторичен графитен скрап се зареждат и съхраняват в силози за суровини. Първо, суровините се смилат в трошачки и топкови мелници. Полученият прах след това се кондиционира в зависимост от разпределението на частиците по размер, прахът се смесва със свързващо вещество, за да се получи паста от каменовъглен катран или петролна смола.

Оформяне на формата
Получената пастообразна смес може да бъде уплътнена с помощта на една от техниките за формоване: екструзия, виброформоване или студено изостатично пресоване.
● Екструзията се състои в прокарване на пастообразната смес през матрица с отвор. Екструдирането води до дълъг продукт като пръти, пръти, дълги плочи или тръби с правилни напречни сечения, които могат да бъдат нарязани на парчета с необходимата дължина. Екструдираните графитни материали са изотропни. Свойствата в посоката на екструзия се различават от свойствата в другите посоки.
● Вибрационното формоване е метод на прекъснато формоване за продукти с големи размери. С пастообразната смес се пълни форма и върху нея се поставя тежка метална плоча. След това материалът се уплътнява чрез вибриране на формата. Формованите тела показват по-висока степен на изотропност в сравнение с екструдираните материали.
● Студеното изостатично пресоване е метод за уплътняване на прах, провеждан при стайна температура и включващ прилагане на натиск от множество посоки през течна среда, заобикаляща уплътнената част. Използва се гъвкава форма, потопена в течна среда под налягане. По метода на изостатично пресоване се получават материали с равномерна анизотропна структура.

Печене
Уплътнените части се обработват термично в анаеробна пещ за печене при температури между 900 и 1200 градуса (1650 и 2200 градуса F). По време на печенето се получава карбонизация. Това води до термично разлагане на свързващото вещество на елементарен въглерод и летливи компоненти. Въглеродът, образуван в процеса на карбонизация, свързва прахообразните частици. Обемът на свързващото вещество е по-голям от обема на образувания въглерод. Следователно карбонизацията води до образуването на пори. Общият относителен обем на порьозността се определя от количеството на свързващото вещество.

Импрегниране на терена
В този момент от процеса въглеродните части могат да бъдат импрегнирани със смола и повторно изпечени, за да се намали неговата порьозност. Импрегнирането обикновено се извършва, като се използва стъпка с по-нисък вискозитет от оригиналната стъпка на свързващото вещество. Необходим е нисък вискозитет, за да се запълнят по-пълно празнините. Обикновено за тази функция се използва нефтена смола. За някои видове графит с висока плътност въглеродните части могат да преминат няколко пъти през цикъла на изпичане, импрегниране на смола, повторно изпичане.

Графитизация
На този етап оформените, изпечени, импрегнирани със смола и повторно изпечени части се обработват термично в анаеробна среда при изключително висока температура от 2700 до 3000 градуса (4900 до 5450 градуса F). Графитизацията води до кристализация на аморфен прекурсор на въглерод, който се трансформира в кристален графит. Под въздействието на температурата кристалитите растат и се пренареждат в подреден модел от подредени успоредни равнини. Тази трансформация е придружена от промяна във физичните свойства на материала. По време на тази високотемпературна обработка графитът също се пречиства, тъй като повечето от неговите примеси (остатъци от свързващо вещество, газове, оксиди, сяра) се изпаряват.

Проверки на качеството
Графитираните артикули преминават през редица тестове и проверки преди да бъдат изпратени. На този етап полученият графитен материал вече има отлична устойчивост на корозия и изключителна топлопроводимост. Той обаче е силно порест и следователно изобщо не е непроницаем.

Компанията вече разполага с 2 модерни производствени цеха и 2 големи складови цеха, които могат да отговорят на нуждите на мащабно производство и бърза логистика. Годишният обем на производството е достигнал 100 000 тона. След години на упорита работа ние работихме в тясно сътрудничество с много местни компании и изнасяхме в много страни и региони. В бъдеще компанията ще продължи да се придържа към бизнес философията на "ориентирана към качеството, честност и надеждност", непрекъснато да подобрява качеството на продуктите и нивото на обслужване, да осъществява широко сътрудничество и обмен с местни и чуждестранни компании и съвместно да насърчава развитието на въглеродната индустрия.