Properti Grafit Apa yang Dimanfaatkan dalam Pembuatan Elektroda?

grafit dalam pembuatan elektroda Sebagai bahan baku yang penting untuk elektroda, grafit sangat diperlukan dalam pembuatan elektroda dengan sifatnya yang unik. Elektroda digunakan secara luas di berbagai industri, mulai dari baterai dan elektrolisis di bidang elektrokimia hingga pembuatan baja tanur busur listrik di bidang kelistrikan. Kinerjanya secara langsung memengaruhi efisiensi proses terkait, kualitas produk, dan konsumsi energi.

Informasi dasar grafit

Penampilan fisik

Grafit berwarna abu-abu gelap, kilau logam, tekstur lembut, sentuhan halus, dari struktur kristal khusus, dapat memainkan peran pelumas dalam gesekan. Kepadatannya sekitar 2,09-2,23 g / cm3, dan elektroda yang terbuat dari itu memiliki kinerja yang baik dan ringan. Sangat cocok untuk peralatan dengan persyaratan berat.

Struktur kimia

Grafit adalah struktur berlapis yang khas. Atom karbon dalam lapisan membentuk jaringan planar heksagonal dengan ikatan kovalen, dan lapisan-lapisan tersebut dipertahankan oleh gaya van der Waals yang lemah. Ikatan kovalen antar lapisan memberikan stabilitas dan kekuatan pada grafit. Dan interaksi antar lapisan yang lemah memungkinkannya membentuk senyawa interkalasi, yang memperluas bidang aplikasi.

Karakteristik grafit yang digunakan untuk membuat elektroda

Konduktivitas listrik yang baik

Salah satu karakteristik grafit yang paling menonjol yaitu, konduktivitas listriknya yang bagus. Dalam struktur kristalnya, setiap atom karbon hanya terikat pada tiga atom karbon di sekelilingnya melalui ikatan kovalen. Dan satu elektron valensi yang tersisa dapat bergerak bebas di dalam lapisan untuk membentuk gas elektron bebas. Elektron bebas ini dapat bergerak dengan cepat dan terarah di bawah aksi medan listrik yang diterapkan. Dengan demikian membentuk arus listrik, yang membuat grafit memiliki konduktivitas listrik yang sangat baik.

Dibandingkan dengan banyak logam, meskipun konduktivitas listriknya mungkin sedikit lebih rendah secara numerik. Dalam beberapa skenario aplikasi tertentu, seperti pada beberapa persyaratan konduktivitas listrik yang tidak terlalu tinggi. Tetapi ada pembatasan ketat pada stabilitas kimia dan biaya bahan, konduktivitas listriknya telah mampu memenuhi kebutuhan. Dan keunggulan biaya dan stabilitas kimianya menjadikannya pilihan yang lebih cocok. Misalnya, pada baterai kering biasa, elektroda grafit memainkan peran konduktif yang baik. Ini menghantarkan elektron yang dihasilkan oleh reaksi kimia di dalam baterai untuk membentuk output arus yang stabil.

Titik leleh tinggi dan tahan suhu tinggi

Memiliki titik leleh yang sangat tinggi, sekitar 3652-3697 ° C. Hal ini membuatnya mampu mempertahankan sifat fisik dan kimia yang stabil dalam lingkungan bersuhu tinggi. Titik leleh yang tinggi dan ketahanan suhu tinggi ini memainkan peran penting dalam pembuatan elektroda. Dalam banyak proses produksi industri, seperti pembuatan baja tanur busur listrik, aluminium elektrolitik, dll., elektroda perlu bekerja pada suhu yang sangat tinggi. Dalam proses pembuatan baja, busur yang dihasilkan antara elektroda dan muatan dapat menghasilkan suhu tinggi hingga ribuan derajat Celcius.

Elektroda grafit dalam lingkungan bersuhu tinggi seperti itu, tidak hanya tidak akan meleleh atau berubah bentuk, tetapi juga dapat terus bekerja secara stabil. Ini secara efisien mengubah energi listrik menjadi energi panas, untuk mencapai pemanasan dan peleburan muatan. Jika titik leleh bahan elektroda rendah, maka akan meleleh dengan cepat pada suhu tinggi. Mengakibatkan kerusakan elektroda, yang tidak hanya akan mempengaruhi efisiensi produksi, tetapi juga meningkatkan biaya produksi.

Stabilitas kimiawi

Grafit menunjukkan stabilitas kimia yang baik di sebagian besar lingkungan kimia. Tidak mudah bereaksi secara kimiawi dengan asam, basa, garam, dan bahan kimia lainnya. Dan dapat mempertahankan struktur dan stabilitas kinerjanya sendiri di berbagai media korosif. Dalam proses elektrolisis, elektroda perlu direndam dalam elektrolit untuk waktu yang lama. Jika stabilitas kimiawi bahan elektroda tidak baik, maka akan terkorosi oleh elektrolit. Hal ini akan memperpendek umur elektroda, dan juga mempengaruhi kemajuan normal proses elektrolisis.

The elektroda grafitdengan stabilitas kimia yang sangat baik, dapat bekerja secara stabil dalam elektrolit untuk waktu yang lama. Untuk memastikan reaksi elektrolitik yang efisien dan berkelanjutan. Misalnya, dalam industri klor-alkali, Anda dapat menggunakannya untuk mengelektrolisis air garam untuk membuat klorin, hidrogen, dan natrium hidroksida. Dan dalam lingkungan elektrolit alkali yang kuat, ia dapat beroperasi secara stabil, memberikan jaminan yang dapat diandalkan untuk produksi industri.

Kemampuan mesin

Memiliki kemampuan mesin yang baik, yang memungkinkannya diproses menjadi elektroda dengan berbagai bentuk dan ukuran. Untuk memenuhi kebutuhan skenario aplikasi yang berbeda-beda. Karena tekstur grafit yang relatif lembut, Anda dapat memprosesnya dengan lebih mudah dengan metode pemesinan konvensional. Seperti memotong, mengebor, menggerinda, dll. Dalam pembuatan peralatan elektronik, grafit perlu diproses menjadi lembaran elektroda yang sangat tipis dan presisi tinggi. Dan melalui proses pemotongan dan penggilingan yang presisi, pemrosesan grafit yang tepat dapat dicapai untuk memenuhi persyaratan ketat peralatan elektronik untuk ukuran dan akurasi elektroda. Selain itu, tidak mudah menghasilkan deformasi dan retakan selama pemrosesan. Hal ini dapat memastikan bahwa elektroda setelah diproses memiliki kualitas dan kinerja yang baik.

Proses manufaktur dan aplikasi elektroda grafit

Proses produksi

Perlakuan awal bahan baku:

Pilih bahan baku grafit berkualitas tinggi seperti kokas minyak bumi. Dan kalsinasi pada suhu tinggi untuk menghilangkan kotoran, air dan komponen yang mudah menguap untuk meningkatkan kemurnian dan stabilitas.

Cetakan adonan campuran:

Campurkan bahan baku dan pengikat seperti pitch batubara secara proporsional. Setelah dipanaskan dan diaduk, cetak ke dalam bentuk yang telah ditentukan.

Memanggang:

Panggang tubuh pada suhu 1000-1300 ° C hingga karbonisasi pengikat dan meningkatkan kekuatan dan kepadatan elektroda.

Impregnasi:

Rendam elektroda yang telah dikalsinasi dalam aspal dan zat peresap lainnya, isi pori-pori di bawah tekanan dan suhu untuk meningkatkan kinerja.

Grafitisasi:

Grafitisasi elektroda yang diresapi pada suhu 2500-3000 ° C, sehingga atom karbon tersusun lebih teratur dan kinerjanya diperkuat.

Pemesinan:

Memotong dan menggiling elektroda grafit sesuai dengan permintaan untuk mencapai akurasi dimensi dan persyaratan kualitas permukaan.

Bidang aplikasi elektroda yang terbuat dari grafit

Industri besi dan baja:

Dalam pembuatan baja tanur busur listrik, elektroda grafit sangat penting. Dengan menggunakan konduktivitas tinggi dan ketahanan suhu tinggi, masukan arus kuat untuk menghasilkan muatan peleburan busur suhu tinggi. Dengan peningkatan kebutuhan industri baja, hal ini mendorong pengembangan teknologi pembuatan elektroda grafit.

Industri aluminium elektrolit:

Anda dapat menggunakannya sebagai anoda dalam aluminium elektrolit. Dan arus konduksi stabil dalam elektrolit dengan peleburan suhu tinggi dan korosi yang kuat. Karena skala besar dan konsumsi energi yang tinggi dari aluminium elektrolitik, konduktivitas elektroda, stabilitas kimia, dan masa pakai diperlukan.

Industri elektrokimia:

Anda dapat menggunakannya secara luas dalam industri klor-alkali, pelapisan listrikpemurnian elektrolitik dan bidang lainnya. Dalam industri klor-alkali, anoda elektroda grafit mencapai elektrolisis efisiensi tinggi dalam elektrolit alkali yang kuat. Selama pelapisan listrik, ini menyediakan arus meja untuk solusi pelapisan untuk memastikan pelapisan listrik berkualitas tinggi.

Bidang elektronik:

Pada baterai lithium ion, Anda dapat menggunakannya sebagai elektroda negatif. Melalui konduktivitas yang baik dan stabilitas kimiawi untuk mencapai penyematan dan pelepasan ion litium, pengisian dan pengosongan penuh. Dalam manufaktur semikonduktor dan bidang lainnya, Anda dapat menggunakannya untuk proses khusus seperti EDM. Untuk memenuhi kebutuhan pemrosesan presisi tinggi.

Kesimpulan

Grafit adalah bahan elektroda yang ideal karena konduktivitas listriknya yang baik, titik leleh yang tinggi, stabilitas kimiawi dan pemrosesan yang mudah. Elektroda berkinerja tinggi dibuat dengan teknologi yang kompleks dan digunakan secara luas. Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi mendorong inovasi teknologinya. Dan diharapkan dapat membantu lebih banyak bidang di masa depan. Dan perlu untuk mengoptimalkan proses untuk mempromosikan pengembangan industri.