Wéi en Afloss huet d'Mikrostruktur vu Petroleumkoks (nadelfërmeg, schwammfërmeg a pelletfërmeg) op d'Schrumpfquote vun der Kalzinatioun an déi tatsächlech Dicht?

1. Nadelkoks: E typescht Beispill vu gerénger Schrumpfung an héijer richteger Dicht

• Strukturell Charakteristiken: Nadelkoks weist eng fasereg oder verlängert Struktur mat verlängerten elliptesche Poren op, déi op eng geuerdnet Manéier arrangéiert sinn. Dës Struktur weist eng exzellent Verdichtungskapazitéit während der Kalzinatioun.
• Kalzinatiounsschrumpfung:
  • Nadelkoks huet eng relativ niddreg Schrumpfungsquote, typescherweis tëscht 10% an 20%. Seng fasereg Struktur erreecht Schrumpfung duerch molekulare Ëmorganisatioun a Porenzoumaache bei héijen Temperaturen, während déi geuerdnet Uerdnung vun de Poren de Raum fir ongeuerdnet Schrumpfung reduzéiert an doduerch déi allgemeng Schrumpfungsquote senkt.
  • Zum Beispill, bei 1300°C Kalzinatioun kann d'volumentresch Schrumpfung vum Nadelkoks nëmmen d'Halschent vun där vu Schwammkoks sinn, wéinst senger Fäegkeet, d'thermesch Stress gläichméisseg ze verdeelen.
• Richteg Dicht:
  • Nadelkoks huet eng héich richteg Dicht, déi allgemeng 2,10–2,15 g/cm³ erreecht. Dëst reflektéiert säin héije Grad u Graphitiséierung a seng dicht kristallin Struktur, déi enk mat der geuerdneter Uerdnung vu Kuelestoffschichten a senger faserstruktur zesummenhänken.
  • Studien weisen datt déi tatsächlech Dicht vu Nadelkoks ongeféier 5%–10% méi héich ass wéi déi vu Schwammkoks, wéinst manner strukturellen Defekter an enger méi dichter Kuelestoffschichtstapelung.

2. Schwammkoks: E typescht Beispill vu héijer Schrumpfung a gerénger richteger Dicht

• Strukturell Charakteristiken: Schwammkoks huet eng poréis, schwammähnlech Struktur mat onregelméisseg grouss an verdeelte Poren, dënnen Aktivkuelwänn a Bréchegkeet.
• Kalzinatiounsschrumpfung:
  • Schwammkoks weist eng héich Schrumpfungsquote op, typescherweis tëscht 30% an 50%. Seng ongeuerdnet poréis Struktur ass ufälleg fir de Porenkollaps während der Kalzinatioun wéinst der Fräisetzung vu flüchtege Substanzen an der Konzentratioun vun der thermescher Belaaschtung, wat zu enger bedeitender Schrumpfung féiert.
  • Zum Beispill, bei 1200°C Kalzinatioun kann d'volumenesch Schrumpfung vu Schwammkoks iwwer 40% sinn, wäit méi héich wéi déi vu Nadelkoks.
• Richteg Dicht:
  • Schwammkoks huet eng relativ niddreg richteg Dicht, normalerweis tëscht 1,90 an 2,05 g/cm³. Dëst gëtt op déi grouss Zuel vu Reschtporen an déi onuerdentlech Uerdnung vu Kuelestoffschichten a senger Struktur zréckgefouert, wat zu ville kristalline Defekter féiert.
  • Am Verglach mat Nadelkoks kann déi richteg Dicht vu Schwammkoks 10%–15% méi niddreg sinn, wéinst enger net genuch Verdichtung.

3. Schoss Koks: En Zwëschenzoustand mat mëttelméisseger Schrumpfung an tatsächlecher Dicht

• Strukturell Charakteristiken: Schosskoks erschéngt kugelfërmeg oder pelletähnlech, mat enger haarder Uewerfläch a wéinege Poren, wat en strukturellen Tëscheprodukt tëscht Nadelkoks a Schwammkoks duerstellt.
• Kalzinatiounsschrumpfung:
  • Schosskoks huet typescherweis eng Schrumpfquote vun 20% bis 30%. Seng sphäresch Struktur ënnerläit Schrumpfung wéinst Uewerflächespannung während der Kalzinatioun, awer déi limitéiert intern Porositéit limitéiert d'Schrumpfamplitude.
  • Zum Beispill, bei 1250°C Kalzinatioun, kann de volumetresche Schrumpfung vu Schosskoks 25% sinn, wat tëscht deem vu Nadelkoks a Schwammkoks läit.
• Richteg Dicht:
  • Schosskoks huet am Allgemengen eng richteg Dicht tëscht 2,00 an 2,10 g/cm³. Seng strukturell Verdichtung ass besser wéi Schwammkoks, awer mannerwäerteg wéi Nadelkoks, wat zu enger mëttlerer richteger Dicht féiert.
  • D'Fuerschung weist, datt déi richteg Dicht vu Schosskoks ongeféier 5% méi héich ass wéi déi vu Schwammkoks, awer 3%–5% méi niddreg ass wéi déi vu Nadelkoks.

Ëmfangräich Analyse vun de Struktur-Eegeschaftsbezéiungen

• Schrumpfmechanismus:
  • Déi geuerdnete faserstruktur vum Nadelkoks reduzéiert ongeuerdnet Schrumpfweeër a senkt seng Schrumpfquote; déi ongeuerdnet poréis Struktur vum Schwammkoks féiert zu enger héijer Schrumpfung wéinst Porenkollaps; déi sphäresch Struktur vum Schosskoks erreecht eng mëttelméisseg Schrumpfung duerch Uewerflächespannung.
• Mechanismus vun der richteger Dicht:
  • Déi richteg Dicht hänkt direkt mat der Verdichtung vun der kristalliner Struktur zesummen. Déi geuerdnete Kuelestoffschicht-Uerdnung an déi niddreg Defektdicht vum Nadelkoks féieren zu enger héijer richteger Dicht; déi ongeuerdnet Struktur an déi reschtlech Poren vum Schwammkoks reduzéieren déi richteg Dicht; Schosskoks weist intermediär Eegeschaften.
• Empfehlungen fir Prozessoptimiséierung:
  • Fir Uwendungen, déi eng niddreg Schrumpfung an eng héich richteg Dicht erfuerderen (z.B. Héichleistungsgrafitelektroden), gëtt Nadelkoks bevorzugt;
  • Fir käschtesensibel Uwendungen mat méi niddrege Leeschtungsufuerderungen (z.B. Brennstoff) kënne Schwammkoks oder Schusskoks méi gëeegent sinn;
  • D'Upassung vun der Kalzinatiounstemperatur (z.B. iwwer 1300 °C) an der Heizgeschwindegkeet (z.B. ënner 50 °C/min) kann déi tatsächlech Dicht an d'Schwëndung vum Nadelkoks weider optimiséieren.