الجرافيت المضغوط المتساوي القياسهو نوع جديد من مواد الجرافيت، طُوّر في ستينيات القرن الماضي، ويتميز بخصائص ممتازة. على سبيل المثال، يتميز الجرافيت المضغوط المتوازن بمقاومة حرارية جيدة. في بيئة خاملة، لا تتناقص قوته الميكانيكية مع ارتفاع درجة الحرارة فحسب، بل تزداد أيضًا، لتصل إلى أعلى قيمة لها عند حوالي 2500 درجة مئوية. بالمقارنة مع الجرافيت العادي، يتميز ببنية دقيقة وكثيفة، وتجانس جيد. معامل التمدد الحراري منخفض جدًا، ويتمتع بمقاومة ممتازة للصدمات الحرارية. متجانس الخواص. مقاومة قوية للتآكل الكيميائي، وموصلية حرارية وكهربائية جيدة. يتميز بأداء معالجة ميكانيكية ممتاز.
بفضل أدائها الممتاز، يُستخدم الجرافيت المُكبس متساوي التضاغط على نطاق واسع في مجالات مثل صناعة المعادن والكيمياء والكهرباء والفضاء والطاقة الذرية. علاوة على ذلك، ومع تطور العلوم والتكنولوجيا، تتوسع مجالات تطبيقه باستمرار.
عملية إنتاج الجرافيت المضغوط المتساوي القياس
تظهر عملية إنتاج الجرافيت المضغوط المتساوي الضغط في الشكل 1. ومن الواضح أن عملية إنتاج الجرافيت المضغوط المتساوي الضغط تختلف عن عملية إنتاج أقطاب الجرافيت.
يتطلب الجرافيت المُكبس متساوي القياس مواد خام متجانسة هيكليًا، تُطحن إلى مساحيق أنعم. يتطلب تطبيق تقنية التشكيل بالضغط متساوي القياس على البارد، ودورة تحميص طويلة جدًا. لتحقيق الكثافة المطلوبة، يلزم دورات تحميص تشريب متعددة، ودورة الجرافيت أطول بكثير من دورة الجرافيت العادي.
هناك طريقة أخرى لإنتاج الجرافيت المضغوط المتساوي الضغط، وهي استخدام كريات الكربون الدقيقة متوسطة الطور كمواد خام. أولًا، تُعالَج كريات الكربون الدقيقة متوسطة الطور بتثبيت الأكسدة عند درجات حرارة أعلى، ثم تُكبس بالتساوي، ثم تُكلس وتُحوّل إلى جرافيت. لم تُعرَض هذه الطريقة في هذه المقالة.
1.1 المواد الخام
Thتشمل المواد الخام لإنتاج الجرافيت المتوازن الضغط المواد الخام والمواد الرابطة. تُصنع المواد الخام عادةً من فحم البترول وفحم الإسفلت، بالإضافة إلى فحم الإسفلت المطحون. على سبيل المثال، يُصنع الجرافيت المتوازن سلسلة AXF، الذي تنتجه شركة POCO في الولايات المتحدة، من فحم الإسفلت المطحون Gilsontecoke.
لتحسين أداء المنتج وفقًا لمختلف الاستخدامات، يُستخدم أيضًا أسود الكربون والجرافيت الصناعي كمواد مضافة. بشكل عام، يجب تحميص فحم البترول وفحم الإسفلت عند درجة حرارة تتراوح بين 1200 و1400 درجة مئوية لإزالة الرطوبة والمواد المتطايرة قبل الاستخدام.
لتحسين الخواص الميكانيكية والكثافة الهيكلية للمنتجات، يُنتج الجرافيت المضغوط المتوازن الضغط مباشرةً باستخدام مواد خام مثل فحم الكوك. يتميز فحم الكوك باحتوائه على مواد متطايرة، وخصائص التلبيد الذاتي، وتمدده وانكماشه بشكل متزامن مع فحم الكوك الرابط. عادةً ما يستخدم الرابط قار الفحم، وتتراوح درجة تليين قار الفحم المستخدم بين 50 و250 درجة مئوية، وذلك وفقًا لظروف المعدات ومتطلبات العمليات المختلفة لكل شركة.
يتأثر أداء الجرافيت المُكبس متساوي القياس بشكل كبير بالمواد الخام، ويُعدّ اختيار المواد الخام حلقةً أساسيةً في إنتاج المنتج النهائي المطلوب. قبل التغذية، يجب التحقق بدقة من خصائص المواد الخام وتجانسها.
1.2 الطحن
عادةً ما يكون الحجم الكلي لجرافيت الضغط المتساوي القياس أقل من ٢٠ ميكرومتر. حاليًا، يبلغ قطر جسيمات جرافيت الضغط المتساوي القياس الأكثر دقة ١ ميكرومتر، وهو رقيق جدًا.
لطحن فحم الكوك إلى مسحوق ناعم كهذا، يلزم استخدام كسارة فائقة الدقة. لطحنه بحجم جسيمات متوسط يتراوح بين 10 و20 ميكرومترًا، يتطلب مسحوق m استخدام مطحنة أسطوانية رأسية، بمتوسط حجم جسيمات أقل من 10 ميكرومترًا. يتطلب مسحوق m استخدام مطحنة تدفق هواء.
1.3 الخلط والعجن
ضع مسحوق الفحم المطحون ومادة ربط قار الفحم بنسبة متناسبة في خلاط تسخين للعجن، بحيث تلتصق طبقة من الأسفلت بالتساوي بسطح جزيئات مسحوق الكوك. بعد العجن، أزل المعجون واتركه يبرد.
وقت النشر: ٢٧ سبتمبر ٢٠٢٣