Beim Produktiounsprozess vu graphitiséiertem Petroleumkoks ass et essentiell, déi folgend Schlësselparameter vun der Auswiel vum Rohmaterial, der Virbehandlung, dem Graphitiséierungsprozess bis zur Nobehandlung strikt ze kontrolléieren, fir d'Qualitéit vum Endprodukt ze garantéieren:
I. Auswiel a Virbehandlung vu Réistoffer
Schwefelgehalt
- Kontrollnorm: De Schwefelgehalt vu Réi-Pëtrolskoks soll ≤0,5% sinn. Koks mat héijem Schwefelgehalt kann d'Gasausdehnung während der Graphitiséierung verursaachen, wat zu Rëssbildung vum Produkt féiert.
- Auswierkung: All Reduktioun vum Schwefelgehalt vun 0,1% reduzéiert d'Rëssquote vum Produkt ëm 15%-20% an de Widderstand ëm 5%-8%.
Äschegehalt
- Kontrollnorm: Den Äschegehalt soll ≤0,3% sinn, mat primären Ongereinheeten déi Metalloxide wéi Eisen, Silizium a Kalzium sinn.
- Auswierkung: All 0,1% Erhéijung vum Äschegehalt erhéicht de Produktwidderstand ëm 10%-15% a reduzéiert d'mechanesch Stäerkt ëm 8%-10%.
Partikelgréisstverdeelung
- Kontrollnorm: Granuläre Koks soll ≥80% ausmaachen, während pulveriséierte Koks (Partikelgréisst <0,5 mm) ≤20% soll sinn.
- Auswierkungen: Ze vill pulveriséierte Koks kann zu enger Klumpbildung beim Kalzinéieren féieren, wat d'Entfernung vu flüchtege Matière beaflosst; eng verbessert Uniformitéit vum granuläre Koks reduzéiert den Energieverbrauch vun der Graphitiséierung ëm 5%-10%.
Kalzinatiounsprozess
- Temperatur: 1200-1400°C fir 8-12 Stonnen.
- Funktioun: Entfernt flüchteg Matière (vun 8%-15% bis <1%) an erhéicht déi tatsächlech Dicht (vun 1,9 g/cm³ bis ≥2,05 g/cm³).
- Kontrollpunkt: Déi richteg Dicht nom Kalzinéieren muss ≥2,08 g/cm³ sinn; soss klëmmt d'Graphitiséierungsschwieregkeet an de Widderstand.
II. Grafitisierungsprozess
Temperaturkontroll
- Kärparameter: 2800-3000°C, 48-72 Stonnen erhalen.
- Impakt:
- All Temperaturerhéijung ëm 100°C erhéicht d'Kristallinitéit ëm 5%-8% a reduzéiert d'Widerstandsfäegkeet ëm 3%-5%.
- Eng net genuch Temperatur (<2700°C) féiert zu engem amorphe Kuelestoffrescht, mat engem Produktwiderstand vun >15 μΩ·m; eng ze héich Temperatur (>3100°C) kann zu Schied un der Kuelestoffstruktur féieren.
Temperaturuniformitéit
- Kontrollstandard: Temperaturdifferenz tëscht dem Uewenkär an dem Rand ≤150°C, mat engem Thermoelementofstand ≤30 cm.
- Auswierkung: All Erhéijung vun der Temperaturdifferenz ëm 50°C erweidert d'lokal Variatioun vum Widderstand ëm 10%-15% a reduzéiert d'Produktertrag ëm 5%-8%.
Heizungsquote
- Kontrollstandard:
- 25-800°C Stadium: ≤3°C/h (fir Rëssbildung duerch thermesch Spannung ze vermeiden).
- 800-1250°C Stadium: ≤5°C/h (fir d'Bildung vun der geuerdneter Kuelestoffstruktur ze fërderen).
- Auswierkung: Exzessiv Erhëtzungsgeschwindegkeete verursaachen eng Schrumpfung vum Produktvolumen vun iwwer 15%, wat zu Rëss féiert.
Schutzatmosphär
- Kontrollstandard: Stéckstoffduerchflussrate vun 0,8-1,2 m³/h, oder d'Benotzung vun Argon/Vakuum-Ëmfeld.
- Funktioun: Oxidatioun verhënneren a Verunreinigungsgehalt reduzéieren (z.B. Sauerstoffgehalt fällt vun 0,5% op <0,1%).
III. Nobehandlung a Reinigung
Ofkillungsquote
- Kontrollstandard: Lues Ofkillgeschwindegkeet ≤20°C/h no der Graphitiséierung.
- Auswierkung: Schnell Ofkillung verursaacht Reschtthermesch Belaaschtung, wouduerch d'Widderstandsfäegkeet vum Produkt géint den Thermoschock ëm 30%-50% reduzéiert gëtt.
Zerquetschen a Siebung
- Kontrollstandard: Partikelgréisst D50 kontrolléiert op 10-20 μm, mat enger Décktuniformitéit vun der Uewerflächenbeschichtung (z.B. Pech oder chemesch Gasfläschoflagerung) ≤5%.
- Funktioun: Optimiséiert d'Partikelmorphologie an erhéicht d'Produktschueldicht (vun 0,8 g/cm³ op ≥1,2 g/cm³).
Reinigungsbehandlung
- Halogenreinigung: Cl₂-Gas reagéiert 24 Stonnen bei 1900-2300 °C, wouduerch den Unreinheetsgehalt op ≤50 ppm reduzéiert gëtt.
- Vakuumreinigung: 50 Stonnen laang bei engem Vakuumdrock vun 10⁻³ Pa gehalen, wouduerch en Gesamtgehalt vun Ongereinheeten ≤10 ppm erreecht gëtt (fir High-End-Uwendungen).
IV. Zesummefassung vun de wichtegste Kontrollpunkten
| Parameter | Kontrollstandard | Impakt |
|---|---|---|
| Schwefelgehalt | ≤0,5% | Vermeit Rëssbildung, déi duerch Gasausdehnung verursaacht gëtt; reduzéiert de Widderstand ëm 5%-8% |
| Äschegehalt | ≤0,3% | Reduzéiert Metallverunreinheeten; reduzéiert d'Widerstandsfäegkeet ëm 10%-15% |
| Grafitiséierungstemperatur | 2800-3000°C fir 48-72 Stonnen | Verbessert d'Kristallinitéit ëm 5%-8%; reduzéiert d'Widerstandsfäegkeet ëm 3%-5% |
| Temperaturuniformitéit | Uewen Kär-Rand 温差 ≤150°C | Verbessert d'Ausbezuelung ëm 5%-8%; verklengert d'Widerstandsvariatioun ëm 10%-15% |
| Ofkillungsquote | ≤20°C/Stonn | Verbessert d'Resistenz géint Wärmeschock ëm 30%-50%; reduzéiert intern Belaaschtung |
| Inhalt vun der Reinigungsonreinheet | ≤50 ppm (Halogen), ≤10 ppm (Vakuum) | Erfëllt héichwäerteg industriell Ufuerderungen (z.B. Halbleiter, Photovoltaik) |
V. Technologesch Trends an Optimiséierungsrichtung
Kontroll vun der ultrafeiner Struktur: Entwécklung vun der Technologie fir d'Virbereedung vu Kokspulver mat 0,1-1 μm fir d'Isotropie ze verbesseren an d'Widerstand op <5 μΩ·m ze reduzéieren.
Smart Produktiounssystemer: Implementéiere vun digitale Zwillingsbaséierten dynamesche Kontrollsystemer fir Temperaturfelder, fir den Ertrag op 95% ze erhéijen.
Gréng Prozesser: Waasserstoff als Reduktiounsmëttel benotzen fir CO₂-Emissiounen ze reduzéieren; Technologie fir d'Wärmerückgewinnung vun Offallwärme adoptéieren fir den Energieverbrauch ëm 10%-15% ze senken.
Duerch eng strikt Kontroll vun dëse Parameteren kann graphitiséierte Petroleumkoks e Kuelestoffgehalt vun ≥99,9%, e Widderstand vu 5-7 μΩ·m an en thermeschen Ausdehnungskoeffizient vun 1,5-2,5×10⁻⁶/°C erreechen, wat den Ufuerderunge vun héichwäertegen industriellen Uwendungen gerecht gëtt.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 12. September 2025