Яка властивість графіту використовується при виготовленні електродів?

Графіт у виробництві електродівГрафіт як важлива сировина для електродів є незамінним у виробництві електродів завдяки своїм унікальним властивостям. Електроди широко використовуються в різних галузях промисловості, від акумуляторів і електролізу в електрохімії до електросталеплавильного виробництва в електротехніці. Їхні характеристики безпосередньо впливають на ефективність відповідного процесу, якість продукції та споживання енергії.

Основна інформація про графіт

Зовнішній вигляд

Графіт має темно-сірий колір, металевий блиск, м'яку текстуру, гладкий на дотик, завдяки особливій кристалічній структурі може відігравати мастильну роль при терті. Його щільність становить близько 2,09-2,23 г / см3, а виготовлений з нього електрод має хороші експлуатаційні характеристики і невелику вагу. Він підходить для обладнання з ваговими вимогами.

Хімічна структура

Графіт має типову шарувату структуру. Атоми вуглецю в шарах утворюють гексагональну плоску мережу з ковалентними зв'язками, а шари підтримуються слабкими силами Ван-дер-Ваальса. Міжшарові ковалентні зв'язки надають графіту стабільності та міцності. А слабка міжшарова взаємодія дозволяє йому утворювати інтеркаляційні сполуки, що розширює сферу застосування.

Характеристики графіту, що використовується для виготовлення електродів

Хороша електропровідність

Однією з найвидатніших характеристик графіту є його хороша електропровідність. У його кристалічній структурі кожен атом вуглецю пов'язаний ковалентними зв'язками лише з трьома сусідніми атомами вуглецю. А один валентний електрон, що залишився, може вільно рухатися в шарі, утворюючи вільний електронний газ. Ці вільні електрони можуть швидко і спрямовано рухатися під дією прикладеного електричного поля. Таким чином утворюється електричний струм, завдяки якому графіт має чудову електропровідність.

Порівняно з багатьма металами, його електропровідність може дещо поступатися в числовому вираженні. У деяких специфічних сценаріях застосування, наприклад, вимоги до електропровідності не є надзвичайно високими. Але існують суворі обмеження на хімічну стабільність і вартість матеріалу, його електропровідність змогла задовольнити потреби. А його економічні переваги та хімічна стабільність роблять його більш підходящим вибором. Наприклад, у звичайних сухих батареях графітовий електрод відіграє хорошу провідну роль. Він проводить електрони, що утворюються в результаті хімічної реакції всередині батареї, формуючи стабільний вихідний струм.

Висока температура плавлення та стійкість до високих температур

Він має дуже високу температуру плавлення, близько 3652-3697°C. Це робить його здатним зберігати стабільні фізичні та хімічні властивості в умовах високих температур. Ця висока температура плавлення і стійкість до високих температур відіграють вирішальну роль у виробництві електродів. У багатьох промислових виробничих процесах, таких як виплавка сталі в електродугових печах, електролітичний алюміній тощо, електроди повинні працювати при надзвичайно високих температурах. У процесі виплавки сталі дуга, що генерується між електродом і шихтою, може створювати високу температуру в тисячі градусів за Цельсієм.

Графітові електроди в такому високотемпературному середовищі не тільки не плавляться і не деформуються, але й можуть продовжувати стабільно працювати. Він ефективно перетворює електричну енергію в теплову, щоб досягти нагрівання і плавлення заряду. Якщо температура плавлення матеріалу електрода низька, він буде швидко плавитися при високих температурах. Це призведе до пошкодження електрода, що не тільки вплине на ефективність виробництва, але й збільшить виробничі витрати.

Хімічна стабільність

Графіт демонструє хорошу хімічну стійкість у більшості хімічних середовищ. Він нелегко вступає в хімічну реакцію зі звичайними кислотами, основами, солями та іншими хімічними речовинами. І він може підтримувати власну структуру і стабільність роботи в різних корозійних середовищах. У процесі електролізу електрод повинен бути замочений в електроліті протягом тривалого часу. Якщо хімічна стабільність матеріалу електрода не є достатньою, він буде піддаватися корозії під дією електроліту. Це призводить до скорочення терміну служби електрода, а також впливає на нормальний перебіг електролітичного процесу.

У "The графітовий електродзавдяки своїй чудовій хімічній стабільності може стабільно працювати в електроліті протягом тривалого часу. Для забезпечення ефективної та безперервної електролітичної реакції. Наприклад, у хлорно-лужній промисловості ви можете використовувати його для електролізу солоної води для отримання хлору, водню та гідроксиду натрію. А в середовищі сильного лужного електроліту він може працювати стабільно, забезпечуючи надійну гарантію для промислового виробництва.

Оброблюваність

Має хорошу оброблюваність, що дозволяє переробляти його в електроди різних форм і розмірів. Для задоволення потреб різних сценаріїв застосування. Завдяки відносно м'якій текстурі графіту, його легше обробляти звичайними методами механічної обробки. Такими як різання, свердління, шліфування тощо. У виробництві електронного обладнання необхідно переробляти графіт в надтонкі, високоточні електродні листи. А завдяки процесам точного різання та шліфування можна досягти точної обробки графіту, щоб задовольнити суворі вимоги електронного обладнання до розміру та точності електродів. Більше того, під час обробки непросто створити деформацію та тріщини. Це може гарантувати, що електрод після обробки має хорошу якість та продуктивність.

Процес виготовлення та застосування графітових електродів

Процес виробництва

Попередня обробка сировини:

Обирайте високоякісну графітову сировину, таку як нафтовий кокс. І прожарювання при високій температурі для видалення домішок, води та летких компонентів для підвищення чистоти та стабільності.

Формування змішаного замісу:

Змішайте сировину та в'яжучі речовини, наприклад, кам'яновугільний пек, у відповідній пропорції. Після нагрівання та перемішування сформуйте заздалегідь визначену форму.

Смаження:

Обсмажуємо тушку при температурі 1000-1300 °C до карбонізувати зв'язуючу речовину і підвищують міцність і щільність електрода.

Просочення:

Занурте прожарений електрод в асфальт або інший просочувальний засіб, заповніть пори під тиском і температурою, щоб поліпшити продуктивність.

Графітизація:

Графітування просоченого електрода відбувається при 2500-3000 °C, завдяки чому атоми вуглецю розташовуються більш рівномірно, а продуктивність підвищується.

Обробка:

Різання та шліфування графітованих електродів відповідно до вимог замовника для досягнення точності розмірів та якості поверхні.

Області застосування електродів з графіту

Чорна металургія:

У виробництві сталі в електродугових печах графітовий електрод має вирішальне значення. Використовуючи його високу провідність і стійкість до високих температур, подається сильний струм для отримання високотемпературної дугової плавильної шихти. З удосконаленням вимог сталеливарної промисловості, це сприяє розвитку технології виробництва графітових електродів.

Електролітична алюмінієва промисловість:

Ви можете використовувати його як анод в електролітичному алюмінії. А струм провідності стабільний в електроліті з високою температурою плавлення та сильною корозією. Через великі масштаби та високе енергоспоживання електролітичного алюмінію потрібні провідність електрода, хімічна стабільність та термін служби.

Електрохімічна промисловість:

Ви можете широко використовувати його в хлорно-лужній промисловості, гальванопластикаелектролітична переробка та інші галузі. У хлорно-лужній промисловості графітовий анод забезпечує високу ефективність електролізу в сильному лужному електроліті. Під час гальванопластики він забезпечує табличний струм для гальванічного розчину для забезпечення високої якості гальванопокриття.

Електронне поле:

У літій-іонному акумуляторі його можна використовувати як негативний електрод. Завдяки хорошій провідності та хімічній стабільності для досягнення вбудовування та видалення іонів літію, повного заряду та розряду. У виробництві напівпровідників та інших галузях ви можете використовувати його для спеціальних процесів, таких як електроерозійна обробка. Для задоволення потреб високоточної обробки.

Висновок

Графіт є ідеальним матеріалом для електродів завдяки своїй хорошій електропровідності, високій температурі плавлення, хімічній стабільності та легкій обробці. Високоефективний електрод виготовляється за складною технологією і широко використовується. Розвиток науки і техніки сприяє його технологічним інноваціям. І очікується, що це допоможе більшій кількості галузей у майбутньому. І необхідно оптимізувати процес для сприяння промисловому розвитку.