I bpróiseas táirgthe cóic peitriliam graifítithe, tá sé ríthábhachtach na príomhpharaiméadair seo a leanas a rialú go docht ó roghnú amhábhar, réamhchóireáil, próiseas graifítithe go hiarchóireáil chun cáilíocht an táirge deiridh a chinntiú:
I. Roghnú agus Réamhchóireáil Amhábhar
Ábhar Sulfair
- Caighdeán Rialaithe: Ba chóir go mbeadh cion sulfair i gcóc peitriliam amh ≤0.5%. Is féidir le cóc ard-sulfair leathnú gáis a chur faoi deara le linn graifítithe, rud a fhágann scoilteadh sa táirge.
- Tionchar: Laghdaíonn gach laghdú 0.1% ar an gcion sulfair ráta scoilteadh an táirge faoi 15%-20% agus laghdaíonn sé friotaíocht faoi 5%-8%.
Ábhar Fuinseoige
- Caighdeán Rialaithe: Ba chóir go mbeadh cion luaithreach ≤0.3%, agus na príomh-eisíontais ina n-ocsaídí miotail amhail iarann, sileacan, agus cailciam.
- Tionchar: Gach méadú 0.1% ar an gcion luaithreach, méadaítear friotaíocht an táirge faoi 10%-15% agus laghdaítear neart meicniúil faoi 8%-10%.
Dáileadh Méid na gCáithníní
- Caighdeán Rialaithe: Ba chóir go mbeadh cóc gráinneach comhdhéanta de ≥80%, agus ba chóir go mbeadh cóc púdraithe (méid na gcáithníní <0.5 mm) ≤20%.
- Tionchar: Is féidir le barraíocht cóic phúdraithe cácaíocht a chur faoi deara le linn calcination, rud a théann i bhfeidhm ar bhaint ábhar so-ghalaithe; laghdaíonn aonfhoirmeacht fheabhsaithe cóic ghráinneach tomhaltas fuinnimh graifítithe faoi 5%-10%.
Próiseas Calcination
- Teocht: 1200-1400°C ar feadh 8-12 uair an chloig.
- Feidhm: Baintear ábhar so-ghalaithe (ó 8%-15% go <1%) agus méadaítear an dlús fíor (ó 1.9 g/cm³ go ≥2.05 g/cm³).
- Pointe Rialaithe: Ní mór don fhíordlús tar éis calcination a bheith ≥2.08 g/cm³; nó eile, méadaíonn deacracht an ghraifítithe, agus ardaíonn an fhriotaíocht.
II. Próiseas Graifítithe
Rialú Teochta
- Croípharaiméadar: 2800-3000°C, á chothabháil ar feadh 48-72 uair an chloig.
- Tionchar:
- Gach méadú 100°C ar an teocht, méadaítear criostalachas faoi 5%-8% agus laghdaítear friotaíocht faoi 3%-5%.
- Mar thoradh ar theocht neamhleor (<2700°C), bíonn iarmhar carbóin neamhchruthach ann, agus friotaíocht an táirge >15 μΩ·m aige; féadfaidh teocht iomarcach (>3100°C) damáiste a dhéanamh do struchtúr an charbóin.
Aonfhoirmeacht Teochta
- Caighdeán Rialaithe: Difríocht teochta idir croílár na foirnéise agus imeall ≤150°C, le spásáil teirmeachúpla ≤30 cm.
- Tionchar: Gach méadú 50°C ar an difríocht teochta, leathnaíonn sé an éagsúlacht fhriotaíochta áitiúil faoi 10%-15% agus laghdaíonn sé toradh an táirge faoi 5%-8%.
Ráta Téimh
- Caighdeán Rialaithe:
- Céim 25-800°C: ≤3°C/u (chun scoilteadh struis theirmigh a chosc).
- Céim 800-1250°C: ≤5°C/u (chun foirmiú struchtúir charbóin ordaithe a chur chun cinn).
- Tionchar: Bíonn crapadh toirte an táirge níos mó ná 15% mar thoradh ar rátaí téimh iomarcacha, rud a fhágann scoilteadh.
Atmaisféar Cosanta
- Caighdeán Rialaithe: Ráta sreafa nítrigine de 0.8-1.2 m³/u, nó úsáid timpeallachta argóin/folúis.
- Feidhm: Cosc a chur ar ocsaídiú agus cion eisíontas a laghdú (m.sh., laghdaíonn cion ocsaigine ó 0.5% go <0.1%).
III. Iarchóireáil agus Íonú
Ráta Fuarú
- Caighdeán Rialaithe: Ráta fuaraithe mall ≤20°C/u tar éis graifítithe.
- Tionchar: Is cúis le strus teirmeach iarmharach é fuarú tapa, rud a laghdaíonn friotaíocht turraing theirmigh an táirge faoi 30%-50%.
Brúite agus Scagadh
- Caighdeán Rialaithe: Méid na gcáithníní D50 rialaithe ag 10-20 μm, le haonfhoirmeacht tiús sciath dromchla (m.sh., pic nó taisceadh gaile ceimiceach) ≤5%.
- Feidhm: Uasmhéadaíonn sé moirfeolaíocht na gcáithníní agus méadaíonn sé dlús toirte an táirge (ó 0.8 g/cm³ go ≥1.2 g/cm³).
Cóireáil Íonúcháin
- Íonú Halaigine: Imoibríonn gás Cl₂ ag 1900-2300°C ar feadh 24 uair an chloig, ag laghdú cion na neamhíonachta go ≤50 ppm.
- Íonú Folúis: Coinnithe ag folús 10⁻³ Pa ar feadh 50 uair an chloig, ag baint amach cion eisíontais iomlán ≤10 ppm (d'fheidhmchláir ardleibhéil).
IV. Achoimre ar na Príomhphointí Rialaithe
| Paraiméadar | Caighdeán Rialaithe | Tionchar |
|---|---|---|
| Ábhar Sulfair | ≤0.5% | Seachnaíonn sé scoilteadh de bharr leathnú gáis; laghdaíonn sé friotaíocht faoi 5%-8% |
| Ábhar Fuinseoige | ≤0.3% | Laghdaíonn sé eisíontais miotail; laghdaíonn sé friotaíocht faoi 10%-15% |
| Teocht Graifítithe | 2800-3000°C ar feadh 48-72 uair an chloig | Feabhsaíonn criostalachas faoi 5%-8%; laghdaíonn sé friotaíocht faoi 3%-5% |
| Aonfhoirmeacht Teochta | Croí-imeall foirnéise温差 ≤150°C | Feabhsaíonn sé toradh faoi 5%-8%; cúngaíonn sé an éagsúlacht frithsheasmhachta faoi 10%-15% |
| Ráta Fuarú | ≤20°C/u | Feabhsaíonn sé friotaíocht turraing theirmigh faoi 30%-50%; laghdaíonn sé strus inmheánach |
| Ábhar Eisíonachta Íonúcháin | ≤50 ppm (halaigine), ≤10 ppm (folús) | Comhlíonann sé éilimh thionsclaíocha ardleibhéil (m.sh., leathsheoltóirí, fótavoltaíocht) |
V. Treochtaí Teicneolaíochta agus Treoracha Optamaithe
Rialú Struchtúir Ultramhín: Teicneolaíocht ullmhúcháin púdair chóic 0.1-1 μm a fhorbairt chun iseatrópacht a fheabhsú agus friotaíocht a laghdú go <5 μΩ·m.
Córais Déantúsaíochta Cliste: Córais rialaithe dinimiciúla réimse teochta bunaithe ar chúpla digiteach a chur i bhfeidhm chun an toradh a mhéadú go 95%.
Próisis Ghlasa: Úsáid hidrigin mar ghníomhaire laghdaithe chun astaíochtaí CO₂ a laghdú; glac le teicneolaíocht aisghabhála teasa dramhaíola chun tomhaltas fuinnimh a ísliú faoi 10%-15%.
Trí na paraiméadair seo a rialú go docht, is féidir le cóc peitriliam graifítithe cion carbóin ≥99.9%, friotaíocht 5-7 μΩ·m, agus comhéifeacht leathnú teirmeach 1.5-2.5 × 10⁻⁶/°C a bhaint amach, rud a chomhlíonann riachtanais na n-iarratas tionsclaíoch ardleibhéil.
Am an phoist: 12 Meán Fómhair 2025