Esminiai grafitizuoto naftos kokso ir įprasto naftos kokso skirtumai

1. Atominė išsidėstymo struktūra: kokybinis pokytis iš netvarkos į tvarką

• Paprastasis naftos koksas: anglies atomai yra išsidėstę netvarkingai arba trumpojo nuotolio tvarkingai, panašiai kaip amorfinės anglies struktūra. Jis turi daug gardelės defektų, kurie riboja jo elektrinį laidumą, šilumos laidumą ir cheminį stabilumą.
• Grafituotas naftos koksas: po grafitavimo maždaug 3000 °C aukštoje temperatūroje anglies atomai pertvarkomi į šešiakampę sluoksniuotą grafito struktūrą. Šiai struktūrai būdingas didelis gardelės vientisumas, silpnos tarpsluoksninės jėgos ir mažas elektronų migracijos atsparumas. Šis struktūrinis virsmas suteikia jam tipines grafito savybes, tokias kaip didelis elektrinis laidumas, didelis šilumos laidumas ir puikus cheminis stabilumas.

2. Veikimo skirtumai: struktūra lemia funkciją

Elektros ir šilumos laidumas

• Grafituotas naftos koksas: jo varža yra gerokai mažesnė nei įprasto naftos kokso (gali būti net mažesnė nei 0,001 Ω·m), o šilumos laidumas yra kelis kartus didesnis. Jis tinka scenarijams, kuriems keliami griežti elektros ir šilumos laidumo reikalavimai (pvz., ličio jonų akumuliatorių anodinėms medžiagoms, didelės galios grafito elektrodams).
• Paprastasis naftos koksas: dėl struktūrinių defektų jis turi prastą elektros laidumą ir dažniausiai naudojamas srityse, kuriose keliami maži našumo reikalavimai (pvz., kuras, įprastos anglies medžiagos).

Cheminis stabilumas

• Grafituotas naftos koksas: jo sluoksniuota struktūra padidina atsparumą cheminei korozijai, kurią sukelia rūgštys, šarmai ir kt. Jis nėra linkęs oksiduotis ir susidėvėti aukštoje temperatūroje, todėl tarnauja ilgiau.
• Paprastasis naftos koksas: Aukštoje temperatūroje arba korozinėje aplinkoje jis yra linkęs į struktūrinius pažeidimus, todėl greitai pablogėja jo eksploatacinės savybės.

Priemaišų kiekis

• Grafituotas naftos koksas: grafitizacijos procesas gali dar labiau sumažinti priemaišų, tokių kaip siera ir azotas, kiekį (sieros kiekis gali būti sumažintas iki mažiau nei 0,1 %), sumažinant taršą ir neigiamą poveikį lydymo proceso metu (pvz., poras ir įtrūkimus liejiniuose).
• Paprastasis naftos koksas: jame yra gana daug priemaišų ir, kad būtų patenkinti kai kurių pramoninių pritaikymų poreikiai, reikia išankstinio apdorojimo (pvz., kalcinavimo).

3. Taikymo sritys: našumo skirtumai skatina paklausos diferenciaciją

Grafituotas naftos koksas

• Aukštos klasės metalurgija: kaip karbiuratorius, jis gali efektyviai padidinti išlydytos geležies anglies kiekį ir pagerinti plieno savybes (pvz., stiprumą, tvirtumą), kartu sumažindamas kenksmingų elementų, tokių kaip siera ir azotas, patekimą į rinką.
• Naujos energijos medžiagos: tai pagrindinė ličio jonų akumuliatorių anodinių medžiagų žaliava. Dėl didelio elektrinio laidumo ir sluoksniuotos struktūros pagerėja akumuliatorių įkrovimo ir iškrovimo efektyvumas bei ciklo trukmė.
• Specialūs anglies gaminiai: naudojami didelių katodų blokų, grafitizuotų elektrodų ir kt. gamyboje, atsižvelgiant į jų didelį grynumą, aukštą kristališkumą ir atsparumą aukštai temperatūrai.

Paprastasis naftos koksas

• Kuro telkinys: Didelės sieros turinčios kokso rūšys dažnai naudojamos cemento gamyklose, stiklo gamyklose, elektrinėse ir kt. kaip nebrangus kuras.
• Pagrindinės anglies medžiagos: Mažai sieros turintis koksas po kalcinavimo gali būti naudojamas aliuminio elektrolizės anodų, paprastų grafito elektrodų ir kt. gamyboje, tačiau jo našumas yra prastesnis nei grafitizuotų gaminių.

4. Gamybos procesas: kompromisas tarp temperatūros ir sąnaudų

• Paprastasis naftos koksas: gaunamas uždelsto koksavimo arba skystojo koksavimo būdu, o sąnaudos yra gana mažos. Tačiau jį reikia papildomai kalcinuoti (maždaug 1300 °C temperatūroje), kad būtų pašalinti lakieji komponentai ir drėgmė, taip padidinant fiksuotos anglies kiekį.
• Grafituotas naftos koksas: naudojant įprastą naftos koksą kaip žaliavą, jam reikalingas papildomas grafitinimo apdorojimas aukštoje temperatūroje, maždaug 3000 °C temperatūroje. Tai žymiai padidina energijos suvartojimą ir įrangos kainą, tačiau produktas turi didesnę pridėtinę vertę.

Išvada: esminiai skirtumai ir atrankos logika