Būtiskās atšķirības starp grafitizētu naftas koksu un parasto naftas koksu

1. Atomu izkārtojuma struktūra: kvalitatīvas pārmaiņas no nesakārtotības uz sakārtotību

• Parastais naftas kokss: oglekļa atomi ir sakārtoti nesakārtotā vai īsa darbības rādiusa sakārtotā stāvoklī, līdzīgi amorfā oglekļa struktūrai. Tam ir daudz režģa defektu, kas ierobežo tā elektrovadītspēju, siltumvadītspēju un ķīmisko stabilitāti.
• Grafitizēts naftas kokss: Pēc grafitizācijas apstrādes aptuveni 3000°C augstā temperatūrā oglekļa atomi tiek pārkārtoti sešstūrainā slāņveida grafīta struktūrā. Šai struktūrai raksturīga augsta režģa integritāte, vāji starpslāņu spēki un zema elektronu migrācijas pretestība. Šī strukturālā transformācija piešķir tai tipiskas grafīta īpašības, piemēram, augstu elektrovadītspēju, augstu siltumvadītspēju un izcilu ķīmisko stabilitāti.

2. Veiktspējas atšķirības: struktūra nosaka funkciju

Elektriskā un siltumvadītspēja

• Grafitizēts naftas kokss: tā pretestība ir ievērojami zemāka nekā parastajam naftas koksam (var būt pat zem 0,001 Ω·m), un tā siltumvadītspēja ir vairākas reizes augstāka. Tas ir piemērots situācijām ar stingrām prasībām attiecībā uz elektrisko un siltumvadītspēju (piemēram, litija jonu akumulatoru anoda materiāliem, lieljaudas grafīta elektrodiem).
• Parastais naftas kokss: strukturālu defektu dēļ tam ir slikta elektrovadītspēja, un to galvenokārt izmanto laukos ar zemām veiktspējas prasībām (piemēram, degviela, parastie oglekļa materiāli).

Ķīmiskā stabilitāte

• Grafitizēts naftas kokss: tā slāņainā struktūra uzlabo izturību pret ķīmisko koroziju, ko rada skābes, sārmi utt. Tas nav pakļauts oksidācijai un bojājumiem augstās temperatūrās, kā rezultātā kalpo ilgāk.
• Parastais naftas kokss: Tas ir pakļauts strukturāliem bojājumiem augstā temperatūrā vai kodīgā vidē, kas noved pie straujas veiktspējas pasliktināšanās.

Piemaisījumu saturs

• Grafitizēts naftas kokss: Grafitizācijas process var vēl vairāk samazināt tādu piemaisījumu kā sēra un slāpekļa saturu (sēra saturu var samazināt līdz zem 0,1%), samazinot piesārņojumu un nelabvēlīgo ietekmi kausēšanas procesā (piemēram, poras un plaisas lējumos).
• Parastais naftas kokss: tam ir relatīvi augsts piemaisījumu saturs, un tam nepieciešama pirmapstrāde (piemēram, kalcinēšana), lai apmierinātu dažu rūpniecisko pielietojumu vajadzības.

3. Pielietojuma jomas: Veiktspējas atšķirības veicina pieprasījuma diferenciāciju

Grafitizēts naftas kokss

• Augstas klases metalurģija: Kā karburators tas var efektīvi palielināt izkausētā dzelzs oglekļa saturu un uzlabot tērauda īpašības (piemēram, izturību, stingrību), vienlaikus samazinot kaitīgu elementu, piemēram, sēra un slāpekļa, ieviešanu.
• Jauni enerģijas materiāli: tas ir litija jonu akumulatoru anoda materiālu galvenā izejviela. Tā augstā elektrovadītspēja un slāņveida struktūra palīdz uzlabot akumulatoru uzlādes un izlādes efektivitāti un cikla kalpošanas laiku.
• Īpaši oglekļa izstrādājumi: izmanto lielu katoda bloku, grafitizētu elektrodu u. c. ražošanā, pateicoties to augstajai tīrībai, augstajai kristāliskumam un izturībai pret augstu temperatūru.

Parastais naftas kokss

• Degvielas lauks: Augsta sēra satura koksu bieži izmanto cementa rūpnīcās, stikla rūpnīcās, elektrostacijās utt. kā lētu degvielu.
• Oglekļa pamatmateriāli: Zema sēra satura koksu pēc kalcinēšanas var izmantot alumīnija elektrolīzes anodu, parasto grafīta elektrodu u.c. ražošanā, taču tā veiktspēja ir zemāka par grafitizētu produktu veiktspēju.

4. Ražošanas process: kompromiss starp temperatūru un izmaksām

• Parastais naftas kokss: ražots, izmantojot aizkavētu koksēšanu vai šķidru koksēšanu ar salīdzinoši zemām izmaksām. Tomēr tas prasa papildu kalcinēšanu (aptuveni 1300°C temperatūrā), lai atdalītu gaistošās sastāvdaļas un mitrumu, tādējādi palielinot fiksētā oglekļa saturu.
• Grafitizēts naftas kokss: Izmantojot parasto naftas koksu kā izejvielu, ir nepieciešama papildu grafitizācijas apstrāde augstā temperatūrā aptuveni 3000°C temperatūrā. Tas ievērojami palielina enerģijas patēriņu un iekārtu izmaksas, bet produktam ir augstāka pievienotā vērtība.

Secinājums: būtiskās atšķirības un atlases loģika