Grafit visoke-čistosti in grafitizirani materiali sta dva tesno povezana, a bistveno različna pojma. Preprosto povedano, "grafitizacija" je proces, medtem ko je "visoka čistost" stanje.
V nadaljevanju bom podrobno razložil njihove razlike in povezave z vidika definicije, procesa, strukturnih lastnosti in aplikacij.
Povzetek jedra
• Graphitized materials: refer to any carbon material that has undergone high-temperature heat treatment (usually >2500 stopinj), preoblikoval svoje notranje atome ogljika iz neurejene razporeditve v urejeno kristalno strukturo grafita. Ključ je v stopnji popolnosti njegove kristalne strukture.
• Grafit visoke-čistosti: nanaša se na umetne grafitne materiale z visoko stopnjo grafitizacije in izjemno nizko vsebnostjo nečistoč (običajno vsebnostjo pepela)<100ppm). It emphasizes both structure and purity.
Na kratko: grafit visoke-čistosti je nujno grafitiziran material, ni pa nujno, da je grafitiziran material visoke{1}}čistosti.
Podrobna primerjava
• Osnovna definicija:
º Grafitizirani materiali: Ogljikovi materiali, ki so bili podvrženi procesu "grafitizacije" in imajo predhodno ali visoko razvito kristalno strukturo grafita.
• Grafit visoke-čistosti: umetni grafit z izjemno nizko vsebnostjo nečistoč po globokem čiščenju.
• Ključni procesi:
• Grafitizirani materiali: visoko{0}}temperaturna toplotna obdelava (grafitizacija): amorfni ogljik se pretvori v grafitne kristale pri 2500-3000 stopinjah.
• Grafit visoke-čistosti:
1. Grafitizacija
2. Čiščenje: na osnovi grafitizacije se nečistoče odstranijo z reakcijo s halogenimi plini, kot sta klor in freon, pri visokih temperaturah.
• Mikrostruktura:
• Grafitizirani materiali: nimajo le dobro-razvite kristalne strukture grafita, ampak je iz strukture odstranjenih tudi veliko število atomov nečistoč (kot so Fe, Si, Al, Ca itd.), kar ima za posledico »čistejšo« kristalno mrežo.
• Visoko{0}}čist grafit: nimajo le dobro-razvite kristalne strukture grafita, temveč je iz strukture odstranjenih tudi veliko število nečistoč (kot so Fe, Si, Al, Ca itd.), kar ima za posledico »čistejšo« kristalno mrežo.
• Ključne karakteristike delovanja:
º Grafitizirani materiali:
1. Bistveno izboljšana električna in toplotna prevodnost
2. Izboljšana toplotna stabilnost
3. Izboljšana kemična stabilnost
4. Izboljšana mazljivost
º Grafit visoke-čistosti:
1. Ima vse odlične lastnosti grafitiziranih materialov
2. Izjemno visoka kemična čistost
3. Vrhunska odpornost na toplotne udarce
4. Bolj stabilno delovanje pri visokih-temperaturah ali občutljivih okoljih
• Glavne aplikacije:
º Grafitizirani materiali:
1. Material anode za litij-ionsko baterijo
2. Elektroda za navadne elektroobločne peči/peči za rafiniranje
3. Kalupi za vlivanje
4. Navadni lončki, grelni elementi
º Grafit visoke-čistosti:
1. Industrija polprevodnikov: vroča cona in lonček za eno-kristalne peči za vlečenje silicija
2. Peči za nanašanje predoblik z optičnimi vlakni
3. Visoko-elektrode za obdelavo z električnim praznjenjem (EDM).
4. Precizna metalurgija, vesoljska industrija
5. Jedrski reaktorji (nevtronski moderatorji, reflektorji)
Povzetek in analogija: Da bi to bolj nazorno razumeli, lahko uporabimo analogijo: navadni ogljikovi materiali (kot so bloki oglja): kot navaden kos lesa.
Grafitizirani materiali: kot kos obdelanega, visoko{0}}kakovostnega lesa z gostejšo strukturo in boljšim delovanjem. Uporabljajo se lahko za izdelavo pohištva (ustreza navadnim elektrodam in kalupom).
Grafit visoke-čistosti: kot redek les, ki je bil posebej obdelan in posušen za izdelavo vrhunskih-glasbil, nima samo odlične strukture, temveč tudi enotno notranjo obremenitev, je brezhiben in ima izjemno visoko stabilnost. Uporablja se za izdelavo klavirskih zvočnih plošč (ki ustrezajo polprevodniškim grelnim elementom in pečim z optičnimi vlakni).
