تصنيع الغرافيت :

ينتج الغرافيت المصنع من كوك المعوجات أو كوك البترول وفقاً لمخط الإنتاج في الصورة 1-1 . والتفاعل أساسي من أجل هذا التغيير التآصلي

يمكن اختصار الطريقة التي يتضمنها استغلال هذه التفاعلات تجارياً ، كما هو في الصورة 1-1 ، من أجل الإلكترودات والمواد الغرافيتية الأخرى كما يلي :

- يتم اختيار الكوك (كوك البترول أو الفحم) وينقل الى مصنع الغرافيت .

- تكلس المادة الكربونية (1250 مئوية) بغية تطاير الشوائب الطيارة .

- تحلل المواد المتكلسة بدقة .

- تسخن المواد المتكلسة ، وتنخل ، وتوزن ، وتمزج بمادة رابطة ، وتشكل بالصب في قوالب أو تبثق الى الكترودات خضراء ، وترتب في الفرن .

- تشوى الألكترودات الخضراء الى 900 مئوية لكربنة مادة الربط وتأمين ألكترودات لا متبلورة .

- تغرفت graphitize الإلكترودات واللامتبلورة في فرن كهربائي بحرارة عالية (2700 مئوية) .

- ينقل الغرافيت وفقاً للطلبات الصناعية ، وتحسن النفاية .

يتألف الفرن المستخدم في تصنيع الغرافيت أساساً من لب الكوك الذي يغرفت ويحاط بطبقة ثقيلة من الرمل ، والكوك ، ونشارة الخشب كمادة عازلة .

تبنى أرضية الفرن واطرافه بصورة رئيسية من الإسمنت ، مع أنابيب ملتفة للتبريد عند الأطراف لتخفيف درجة حرارة الألكترودات عند تماسها مع الهواء ، ولحمايتها من الاحتراق . تفكك الجدران الجانبية ، التي تبنى من الكتل والألواح السائبة ، بعد كل شوط . يتراوح متوسط الشحنة من 23000-90000 كغ من المادة . إن مقاومة الشحنة تتحمل ارتفاع درجة الحرارة الى 3000 مئوية . وعندما يتغرفت الكوك ، يهبط الفولتاج (الجهد الكهربائي) من 200 الى 40 فولطاً بسبب انخفاض المقاومة . يسبب ارتفاع درجة الحرارة تطاير معظم الشوائب المعدنية . تتألف الدورة الكاملة للفرن يوماً للتحميل ، 4-5 يوماً التزويد بالطاقة ، حوالي 14 يوماً التبريد ، يومان للتفريغ . وهكذا تستغرق الدورة بين الشحنة والشحنة 22 يوماً.

بعد التبريد ، يفكك الفرن ويزال الكربون المغرفت . يستخدم العزل بالرمل ، والكوك ، وأي تلويث بكربيد السليكون مرة أخرى .

الصورة 8-7 مخطط إنتاج تصنيع إلكترودات ومساحيق الغرافيت الصناعي .

نحتاج لصنع 1 طناً من الغرافيت النهائي الى المواد التالية : مادة ربط (قار) 252 كغ ، كوك 1.5 طناً ، كهرباء 24000-40000 MJ . ويستخدم أيضاً في هذه الأيام التيار المستمر ، وتقوم شركة واحدة على الأقل بإجراء الغرفتة في فرن غرفتة ذي صفين بالتيار المتعاكس . يضفي الصف المقابل بعد الغرفته ، حرارته على الكربون الداخل الذي سيغرفت . ولتشغيل هذا الفرن ، يجب أن تكون كل الكتل التي ستغرفت من الحجم نفسه تقريباً .

وفي تصنيع إلكترودات الكربون اللابلورية ، يسحن كوك البترول أو فحم الأنثراسيت الذي سيستخدم ويمزج حاراً برابط للإلكترودات . وبعدئذٍ تشوى هذه الألكترودات الخضراء عند درجة حرارة تقارب 950 مئوية في فرن يعمل بالغاز أو الكهرباء . وبعد تبريدها ونقلها من الفرن ، تقلب وتحول الى خيوط بواسطة مخرطة بالطريقة نفسها التي تستخدم مع إلكترودات الغرافيت . وهناك طريقة مماثلة لصنع الفراجين للمحركات ، يشكل فيها الكربون الى صفائح صغيرة ، وتقص في الشكل الضروري لصنع الفراجين .

تمتلك الألكترودات الغرافيتية مقاومة كهربائية أقل من الكترودات الكربون اللامتبلور ، وبالتالي يمكنها أن تنقل في المقطع العرضي تياراً كهربائياً أكبر ، بكلفة أعلى .

الصورة 2-1 مخطط إنتاج الكترودات الكربون اللامتبلر

يتم إنتاج الغرافيت الحراري pyrolytic بتكسير الهيدروكربونات حرارياً كالميثان ، والبروبان ، والأسيتيلين عند ضغوط منخفضة أو بالتخفيف بغاز ناقل خامل . يمكن تشكيل الأشكال البنيانية أو الألواح المسطحة حتى ثخانة 2 سم تقريباً بتمرير الغاز فوق الشياق mandrel المسخن للشكل المرغوب . تغطى الجزيئات الصغيرة ، أي جزيئات الوقود النووي ، في سرير معجج مسخن يستخدم فيه مزيج من الهيدروكربون والغاز الناقل الخامل لتعجيج السرير . يمكن تغيير بنية الغرافيت كثيراً ، ومن ثم خواصه ، مع تغيير ظروف التشغيل .

تصنع ألياف الكربون بالتحلل الحراري لطليعة الألياف العضوية ، مثل الرايون ، أوالبولي أكريلونتريل ، أو الزفت . تحمل الالياف التي تتكربن عند درجة حرارة 1300-1600 مئوية معاملاً نموذجي (modulus) لـ 230 GPa (33 million psi) ومقاومة شد من GPa 2.1 – 2.8 (300-400000 psi) . وتزيد الغرفتة الى 2800 مئوية المودول module بعامل 2 أو 3 ، وقد تزداد المتانة أو تنقص اعتماداً على نموذج الليف .

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

ملتقى الكوثر الثالث يشهد عرض مشهد حواري بعنوان شريك العمر أم شريك الفكر؟

إقامة مسابقة (مرفأ النور) العلمية للمشاركات في فعاليات ملتقى الكوثر بنسخته الثالثة

ضمن ملتقى الكوثر الثالث.. ورشة تسلط الضوء على بناء الوعي القرآني لدى النساء

شعبة فاطمة بنت أسد (عليها السلام): ملتقى الكوثر منصةً لتحقيق وعي أسري مستند للقرآن الكريم

المزيد

الآخبار الصحية

نظام غذائي شائع قد يؤدي إلى ارتفاع الكوليسترول الضار

تحذيرات هامة من عواقب تناول "أيبوبروفين" مع أدوية شائعة

علامات مبكرة للإيبولا يمكن الخلط بينها وبين الإنفلونزا

خبراء: الفيروسات مثل هانتا وإيبولا أصبحت أكثر شيوعا وفتكاً

المزيد

الآخبار التكنلوجية

الليلة.. هلال القمر يلتقي كوكبي الزهرة والمشتري

إيلون ماسك يخسر دعواه القضائية أمام أوبن إيه.آي

مهمة فضائية "أوروبية صينية" لكشف أسرار الرياح الشمسية

انتهاء رحلة "السفينة الموبوءة".. وهذا مصير من بقي على متنها

المزيد

مواضيع ذات صلة

Photo-Oxidative Degradations of Polymers

Oxidation of Step-Growth Polymers

Hydrolytic Degradation of Polymers at Elevated Temperatures

The Termination Reaction

صناعة حمض الكبريتيك

تركيب حامض الكبريتوز

كلوريد الثيونيل Thionyl Chloride

حامض الكبريتوز: Sulphureous Acid

مركبات الكبريت مع الأكسجين

مركبات الكبريت مع الهيدروجين

الكبريت الغروي

الحصول على الكبريت من المناجم Sulphur Mining