Vinnuframfarir

Stækkanlegt grafítframleiðsluferli

Efnaoxun

Efnaoxunaraðferðin er hefðbundin aðferð til að búa til þenjanlegt grafít. Í þessari aðferð er náttúrulegt flögugrafít blandað saman við viðeigandi oxunarefni og milliefni, stillt við ákveðið hitastig, stöðugt hrært og síðan þvegið, síað og þurrkað til að fá þenjanlegt grafít. Efnaoxunaraðferðin hefur orðið tiltölulega þroskuð aðferð í iðnaði með kostum einstakrar búnaðar, þægilegrar notkunar og lágs kostnaðar.

Ferliskrefin í efnaoxun fela í sér oxun og innskot. Oxun grafíts er grunnskilyrði fyrir myndun þenjanlegrar grafíts, því hvort innskotsferlið geti gengið vel fer eftir því hversu opnunin er á milli grafítlaganna. Og náttúrulegt grafít við stofuhita hefur framúrskarandi stöðugleika og sýru- og basaþol, þannig að það hvarfast ekki við sýru og basa, þess vegna hefur viðbót oxunarefna orðið nauðsynlegur lykilþáttur í efnaoxun.

Það eru til margar tegundir af oxunarefnum, almennt notuð oxunarefni eru föst oxunarefni (eins og kalíumpermanganat, kalíumtíkrómat, krómtríoxíð, kalíumklórat o.s.frv.), og geta einnig verið oxandi fljótandi oxunarefni (eins og vetnisperoxíð, saltpéturssýra o.s.frv.). Á undanförnum árum hefur komið í ljós að kalíumpermanganat er aðal oxunarefnið sem notað er við framleiðslu á þenjanlegu grafíti.

Undir áhrifum oxunarefnis oxast grafít og hlutlausu netstórsameindirnar í grafítlaginu verða að flatum stórsameindum með jákvæðri hleðslu. Vegna fráhrindandi áhrifa sömu jákvæðu hleðslu eykst fjarlægðin milli grafítlaganna, sem skapar rás og rými fyrir millilagið til að komast greiðlega inn í grafítlagið. Í framleiðsluferli þenjanlegs grafíts er millilagsefnið aðallega sýra. Á undanförnum árum hafa vísindamenn aðallega notað brennisteinssýru, saltpéturssýru, fosfórsýru, perklórsýru, blandaða sýru og ísedik.

Efnaoxun

Rafefnafræðileg aðferð

Rafefnafræðileg aðferð felst í stöðugum straumi þar sem vatnslausn er sett inn sem raflausn. Grafít og málmefni (ryðfrítt stál, platínuplata, blýplata, títanplata o.s.frv.) mynda samsetta anóðu. Málmefnin eru sett inn í raflausnina sem katóðu og mynda lokaða lykkju. Eða grafítið er sviflausn í raflausninni og neikvæða og jákvæða plöturnar eru settar inn í raflausnina á sama tíma og rafskautin eru virkjuð með anóðoxun. Yfirborð grafítsins oxast í karbókatún. Á sama tíma, undir áhrifum rafstöðuvirkni og dreifingar á styrk, eru sýrujónir eða aðrar póljónir festar á milli grafítlaganna og mynda þenjanlegt grafít.
Í samanburði við efnaoxunaraðferðina er rafefnafræðileg aðferð til að framleiða þenjanlegt grafít í öllu ferlinu án þess að nota oxunarefni. Meðhöndlunarmagnið er mikið, leifar af ætandi efnum eru litlar, raflausnin er hægt að endurvinna eftir viðbrögðin, magn sýru minnkar, kostnaður sparast, umhverfismengun minnkar, skemmdir á búnaði eru litlar og endingartími lengdur. Á undanförnum árum hefur rafefnafræðileg aðferð smám saman orðið ákjósanleg aðferð til að framleiða þenjanlegt grafít hjá mörgum fyrirtækjum með mörgum kostum.

Gasfasadreifingaraðferð (tveggja hólfa aðferð)

Gasfasadreifingaraðferðin er að framleiða þenjanlegt grafít með því að koma í snertingu við grafít í loftkenndu formi millilags og millilagshvarf. Almennt eru grafítið og innleggið sett í báða enda hitaþolins glerhvarfsins og lofttæmið er dælt og innsiglað, þannig að það er einnig þekkt sem tveggja hólfa aðferðin. Þessi aðferð er oft notuð til að mynda halíð -EG og alkalímálm -EG í iðnaði.
Kostir: Hægt er að stjórna uppbyggingu og röð hvarfefnisins og auðvelt er að aðskilja hvarfefni og afurðir.
Ókostir: Viðbragðsbúnaðurinn er flóknari, aðgerðin erfiðari, þannig að afköstin eru takmörkuð og viðbrögðin þurfa að fara fram við háan hita, tíminn er lengri og viðbragðsskilyrðin eru mjög há, undirbúningsumhverfið verður að vera lofttæmi, þannig að framleiðslukostnaðurinn er tiltölulega hár og ekki hentugur fyrir stórfellda framleiðslu.

Aðferð við blönduð vökvafasa

Aðferðin með blönduðum vökvafasa felst í því að blanda efninu beint saman við grafít, undir verndun óvirks gass eða þéttikerfis fyrir hitunarviðbrögð til að búa til þenjanlegt grafít. Það er almennt notað til að mynda alkalímálm-grafít millilags efnasambönd (GIC).
Kostir: Viðbragðsferlið er einfalt, viðbragðshraðinn er mikill. Með því að breyta hlutfalli grafíthráefna og innleggja er hægt að ná ákveðinni uppbyggingu og samsetningu stækkanlegs grafíts, sem er hentugra til fjöldaframleiðslu.
Ókostir: Myndaða afurðin er óstöðug, erfitt er að takast á við laust efni sem fest er við yfirborð grafítþráða (GIC) og erfitt er að tryggja samræmi millilags grafítsambanda þegar mikið er myndað.

Aðferð með blönduðum vökvafasa

Bræðsluaðferð

Bræðsluaðferðin felst í því að blanda grafíti saman við millilagsefni og hita til að búa til þenjanlegt grafít. Þar sem evtektískir þættir geta lækkað bræðslumark kerfisins (fyrir neðan bræðslumark hvers þáttar), er þetta aðferð til að búa til þríþætt eða fjölþætt grafít með því að setja tvö eða fleiri efni (sem verða að geta myndað bráðið saltkerfi) á milli grafítlaga samtímis. Almennt notað við framleiðslu málmklóríða - GIC.
Kostir: Myndunarafurðin hefur góðan stöðugleika, auðvelt að þvo, einfalt viðbragðstæki, lágt viðbragðshitastig, stuttan tíma, hentugt fyrir stórfellda framleiðslu.
Ókostir: Það er erfitt að stjórna röðunarbyggingu og samsetningu vörunnar í viðbragðsferlinu og það er erfitt að tryggja samræmi í röðunarbyggingu og samsetningu vörunnar í massamyndun.

Þjöppunaraðferð

Þrýstiaðferðin felst í því að blanda grafítgrunnefni við jarðalkalímálma og sjaldgæfa jarðmálma og hvarfa við til að framleiða M-GICS undir þrýstingi.
Ókostir: Aðeins þegar gufuþrýstingur málmsins fer yfir ákveðið þröskuld er hægt að framkvæma innsetningarviðbrögðin; Hins vegar, ef hitastigið er of hátt, er auðvelt að valda því að málmur og grafít myndi karbíð, sem veldur neikvæðum viðbrögðum, þannig að viðbragðshitastigið verður að vera stillt innan ákveðins bils. Innsetningarhitastig sjaldgæfra jarðmálma er mjög hátt, þannig að þrýstingur verður að beita til að lækka viðbragðshitastigið. Þessi aðferð hentar til að framleiða málm-GICS með lágt bræðslumark, en tækið er flókið og rekstrarkröfurnar eru strangar, þannig að hún er sjaldan notuð núna.

Sprengiaðferðin

Sprengiefni nota almennt grafít og þensluefni eins og KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O eða blöndur úr þeim. Þegar grafítið er hitað oxast það og myndar kambíumsamband, sem síðan þenst út á „sprengifiman“ hátt og myndar þannig þensluefni. Þegar málmsalt er notað sem þensluefni verður afurðin flóknari og inniheldur ekki aðeins þensluefni úr grafíti heldur einnig málma.

Sprengiaðferðin