Welke eigenschap van grafiet wordt gebruikt bij het maken van elektroden?

grafiet bij de productie van elektrodenAls belangrijke grondstof voor elektroden is grafiet met zijn unieke eigenschappen onmisbaar bij de productie van elektroden. Elektroden worden veel gebruikt in een groot aantal industrieën, van batterijen en elektrolyse op elektrochemisch gebied tot staalfabricage met een vlamboogoven op elektrisch gebied. De prestaties hebben een directe invloed op de efficiëntie van het gerelateerde proces, de productkwaliteit en het energieverbruik.

Grafiet basisinformatie

Fysieke verschijning

Grafiet is donkergrijs, metallic glans, zachte textuur, gladde touch, van een speciale kristalstructuur, kan een smerende rol spelen in wrijving. De dichtheid is ongeveer 2,09-2,23g /cm3, en de elektrode gemaakt van het heeft goede prestaties en licht van gewicht. Het is geschikt voor apparatuur met gewichtseisen.

Chemische structuur

Grafiet is een typische gelaagde structuur. De koolstofatomen in de lagen vormen een hexagonaal plat netwerk met covalente bindingen, en de lagen worden in stand gehouden door zwakke van der Waals krachten. De covalente bindingen tussen de lagen geven grafiet stabiliteit en sterkte. En door de zwakke interactie tussen de lagen kunnen intercalatiesamenstellingen worden gevormd, waardoor het toepassingsgebied wordt uitgebreid.

Kenmerken van grafiet dat wordt gebruikt om elektroden te maken

Goede elektrische geleidbaarheid

Een van de opvallendste eigenschappen van grafiet is zijn goede elektrische geleidbaarheid. In zijn kristalstructuur is elk koolstofatoom via covalente bindingen gebonden aan slechts drie omliggende koolstofatomen. Het resterende valentie-elektron kan vrij bewegen binnen de laag en vormt zo een vrij elektronengas. Deze vrije elektronen kunnen snel en gericht bewegen onder invloed van een toegepast elektrisch veld. Zo wordt een elektrische stroom gevormd, waardoor grafiet een uitstekende elektrische geleidbaarheid heeft.

Vergeleken met veel metalen, hoewel de elektrische geleidbaarheid kan iets inferieur in numerieke termen. In sommige specifieke toepassingsscenario's, zoals in sommige elektrische geleidbaarheid eisen zijn niet extreem hoog. Maar er zijn strikte beperkingen op de chemische stabiliteit en de kosten van het materiaal, heeft de elektrische geleidbaarheid kunnen voldoen aan de behoeften. En de kostenvoordelen en chemische stabiliteit maken het een meer geschikte keuze. In gewone droge batterijen speelt de grafietelektrode bijvoorbeeld een goede geleidende rol. Het geleidt de elektronen die worden gegenereerd door de chemische reactie in de accu om een stabiele stroomoutput te vormen.

Hoog smeltpunt en bestand tegen hoge temperaturen

Het heeft een zeer hoog smeltpunt, ongeveer 3652-3697°C. Hierdoor kan het stabiele fysische en chemische eigenschappen behouden in een omgeving met hoge temperaturen. Dit hoge smeltpunt en de weerstand tegen hoge temperaturen spelen een cruciale rol bij de productie van elektroden. In veel industriële productieprocessen, zoals vlamboogovenstaalproductie, elektrolytisch aluminium, enz. moeten de elektroden bij extreem hoge temperaturen werken. In het staalproductieproces kan de boog die wordt gegenereerd tussen de elektrode en de lading een hoge temperatuur van duizenden graden Celsius produceren.

De grafietelektroden in een dergelijke omgeving met hoge temperaturen zullen niet alleen niet smelten of vervormen, maar kunnen ook stabiel blijven werken. Het zet de elektrische energie efficiënt om in warmte-energie om de lading te verwarmen en te smelten. Als het smeltpunt van het elektrodemateriaal laag is, zal het snel smelten bij hoge temperaturen. Dit leidt tot beschadiging van de elektrode, wat niet alleen de productie-efficiëntie beïnvloedt, maar ook de productiekosten verhoogt.

Chemische stabiliteit

Grafiet vertoont een goede chemische stabiliteit in de meeste chemische omgevingen. Het reageert niet gemakkelijk chemisch met gewone zuren, basen, zouten en andere chemicaliën. En het kan zijn eigen structuur en prestatiestabiliteit behouden in verschillende corrosieve media. Bij elektrolyse moet de elektrode lange tijd in de elektrolyt worden gedrenkt. Als de chemische stabiliteit van het elektrodemateriaal niet goed is, zal het door de elektrolyt worden aangetast. Dit leidt tot een kortere levensduur van de elektrode en beïnvloedt ook het normale verloop van het elektrolyseproces.

De grafietelektrodemet zijn uitstekende chemische stabiliteit kan lange tijd stabiel werken in de elektrolyt. Om de efficiënte en continue elektrolytische reactie te garanderen. In de chlooralkali-industrie kunt u het bijvoorbeeld gebruiken om zout water te elektrolyseren om chloor, waterstof en natriumhydroxide te bereiden. En in een sterk alkalische elektrolytomgeving kan het stabiel werken, wat een betrouwbare garantie is voor industriële productie.

Bewerkbaarheid

Het is goed bewerkbaar, waardoor het verwerkt kan worden tot elektroden van verschillende vormen en afmetingen. Om te voldoen aan de behoeften van verschillende toepassingsscenario's. Door de relatief zachte textuur van grafiet kun je het gemakkelijker bewerken met conventionele bewerkingsmethoden. Zoals snijden, boren, slijpen, enz. Bij de productie van elektronische apparatuur is het noodzakelijk om grafiet te verwerken tot ultradunne elektrodevellen met hoge precisie. Door middel van precisiesnij- en slijpprocessen kan grafiet nauwkeurig worden bewerkt om te voldoen aan de strenge eisen die elektronische apparatuur stelt aan de grootte en nauwkeurigheid van elektroden. Bovendien is het niet gemakkelijk om vervorming en scheuren te veroorzaken tijdens de verwerking. Het kan ervoor zorgen dat de elektrode na verwerking een goede kwaliteit en prestaties heeft.

Productieproces en toepassing van grafietelektroden

Productieproces

Voorbehandeling van grondstoffen:

Selecteer hoogwaardige grafietgrondstoffen zoals petroleumcoke. En calcinatie bij hoge temperatuur om onzuiverheden, water en vluchtige componenten te verwijderen om de zuiverheid en stabiliteit te verbeteren.

Gemengd kneden:

Meng grondstoffen en bindmiddelen zoals koolpoeder in verhouding. Vorm het na verwarmen en roeren in een vooraf bepaalde vorm.

Roosteren:

Rooster het lichaam op 1000-1300 °C tot carboniseren het bindmiddel en verbeteren de sterkte en dichtheid van de elektrode.

Impregnatie:

Week de gecalcineerde elektrode in asfalt en andere impregneermiddelen, vul de poriën onder druk en temperatuur om de prestaties te verbeteren.

Grafitisatie:

De geïmpregneerde elektrode wordt gegrafitiseerd bij 2500-3000 °C, zodat de koolstofatomen regelmatiger worden gerangschikt en de prestaties worden versterkt.

Bewerking:

Snijden en slijpen van grafietelektroden volgens de vraag om dimensionale nauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit te bereiken.

Toepassingsgebieden van grafietelektroden

IJzer- en staalindustrie:

Bij de productie van staal met een vlamboogoven is grafietelektrode van cruciaal belang. Met behulp van de hoge geleidbaarheid en hoge temperatuurbestendigheid, input sterke stroom te produceren hoge temperatuur boog smelten lading. Met de verbetering van de eisen van de staalindustrie, bevordert het de ontwikkeling van grafietelektrode productietechnologie.

Elektrolytische aluminiumindustrie:

Je kunt het gebruiken als anode in elektrolytisch aluminium. En de geleidingsstroom is stabiel in de elektrolyt met hoge temperatuur smelten en sterke corrosie. Door de grote schaal en het hoge energieverbruik van elektrolytisch aluminium zijn de geleidbaarheid, chemische stabiliteit en levensduur van de elektrode vereist.

Elektrochemische industrie:

Je kunt het op grote schaal gebruiken in de chlooralkali-industrie, galvaniserenElektrolytische raffinage en andere gebieden. In de chlooralkali-industrie bereikt de anode van de grafietelektrode een hoog rendement van elektrolyse in sterk alkalisch elektrolyt. Tijdens het galvaniseren levert het een tabelstroom voor de galvanische oplossing om een hoge kwaliteit van het galvaniseren te garanderen.

Elektronisch veld:

In lithium-ionbatterijen kun je het gebruiken als negatieve elektrode. Door goede geleidbaarheid en chemische stabiliteit om lithiumionen in te bedden en te verwijderen, volledig op te laden en te ontladen. Bij de productie van halfgeleiders en op andere gebieden kun je het gebruiken voor speciale processen zoals EDM. Om te voldoen aan de behoeften van hoge precisieverwerking.

Conclusie

Grafiet is een ideaal elektrodemateriaal vanwege de goede elektrische geleidbaarheid, het hoge smeltpunt, de chemische stabiliteit en de eenvoudige verwerking. De hoogwaardige elektrode wordt gemaakt met behulp van complexe technologie en op grote schaal gebruikt. De ontwikkeling van wetenschap en technologie bevordert de technologische innovatie. Verwacht wordt dat het in de toekomst meer gebieden zal helpen. En het is noodzakelijk om het proces te optimaliseren om de industriële ontwikkeling te bevorderen.