Синтетикалык жана табигый графиттин айырмасы эмне?

Синтетикалык же Табигый Графит: Негизги Айырмалар

Пайда болушу жана Негизги Аныктамалар

Синтетикалык жана табигый графиттин келүү жолдорун карап чыгып, алардын ар биринин артында турган бир нече башка түрдүү тарыхын көрсөтөт. Синтетикалык графит нефть кокстун өнөмдөрүн колдонуу менен жасалат. Башкача айтканда, алар белгилүү бир углерод жана жылуулук иштетүүгө дуушар кылып, натыйжада абдан таза жана бирдей материал алынат. Табигый графит бирок бүтүндөй башка тарыхы бар. Бул зат миллиондор жыл мурун карбон кристалдары табигый жолу өсүп чыккан жердин тереңинде пайда болот. Кызыктуусу, анын сапаты көбүнчө кайсы жерден казылып алынгандыгына жараша өзгөрөт. Негизги айырмачылык тегинен эле түзүлүшүндө: синтетикалык графит туруктуу түрдө фабрикаларда жасалса, табигый графит фабрикалар жасалбай турган замандардан бери жерде турат. Бул айырманы билүү маанилүү, анткени электроника өндүрүшү же аккумулятор жасоо сыяктуу тармактарда кайсы түрдү колдонуу керектигин аныктайт.

Модернизацияланган өнөр жайларда негизги колдонуу учурлары

Графитти пайдалануу түрдүү ыкмалар менен өзгөрүп турат, ар бир түрү белгилүү бир иштер үчүн жакшы жетекчилик көрсөтөт. Синтетикалык графит электроникалык бөлүктөр, атайын смазкалар, эмгезек аккумуляторлору сыяктуу жерлерде электрди жакшы өткөрүп, кысым астында болсо таза калгандыктан эң жакшы натыйжаларды берет. Эң башында, табигый графит баскычы төмөн иштер үчүн, мисалы, карапайым карандаштар же жөнөкөй смазкалар үчүн жетиштүү, анткени аны өндүрүү арзан. Бүгүнкү күндө рыноктун бет алгандыгы компаниялар аккумуляторлору үчүн синтетикалык варианттарды тандашканын, ал эми бюджет маанилүү болгон эски өнөр жайда табигый графит калып жатканын көрсөтүп жатат. Кайсыны тандаш керектүүлүгүн билиш өндүрүштө керектүү материалды тандоодо эң башкы нерсе болуп саналат.

Түзүлүшү жана Структуралык өзгөрүүлөр

Көмүртеги мазмуну жана Киргизүү деңгээли

Графитке көмүртек канчалык болушу анын тазалыгы жана колдонулушу менен байланыштуу. Синтетикалык графитте көмүртектин өзү 99% чейин болот, ошондуктан ал нарында эң таза варианттардын бири болып саналат. Бул дагы тазалыгы менен эле графит электр жана жылуулук өткөрүүчү кабилети жогорку болот, ошондуктан ал электроника бөлүктөрүнө жана аккумуляторлардын аноддоруна жарайт. Табигый графит башкача. Анын көмүртек мазмуну 70% ден 95% ке чейин болот, анткени табият түзүлүшү жараянында ар кандай киргизүүлөрдү камтыйт. Бул айырмачылыктар табигый графиттин бирдей эмес иштөөсүнө алып келет, бирок ал пайдалануусуз болуп калбайт. Карама-каршысынча, өндүрүүшчүлөр тазалык зарыл эмес жерде, жогорку температураны жана кайтармаларды көтөрүүчү отун-жағар грандагы материалдар үчүн көп жакшы колдонууну табышат.

Кристалл структурасынын салыштырмасы

Графит атомдук деңгээлде кандай жайгашканы синтетикалык жана табигый түрлөрдү бири-бири менен айырмалайт. Синтетикалык графитти өндүрүүчүлөр кристалдар кандай пайда болорун башкарышат, бул бизге ар дайым так иштей турган нерсе алууга мүмкүнчүлүк берет. Шаарында, көптөгөн жогорку ыктымалдуулукту талап кылган өнөр жайда, мисалы, космостук аппараттардын бөлүктөрү же реактордун бөлүктөрү сыяктуу жерлерде катастрофа мүмкүн эмес болгондуктан, синтетикалык графитке таянылат. Табигый графит башка бир окуяны айтат. Ал түрдүү формаларда жана өлчөмдөрдө келет: жалбырак түрүндөгүлөр, чоң түйүндөр, түзсөк, толугу менен кездейсоқ көрүнүп тургандай. Бул аралашуу көйгөйдүн болушу мүмкүн экен сияктуу болсо да, автомобиль токтоткучтары же бекемдөө материалдары сыяктуу так техникалык шарттар ар дайым зарыл эмес бөлүктөргө жараша жакшы иштейт. Бирок бирдемелүүлүк эң маанилүү болгондо инженердер өз долбоору үчүн синтетикалык графиттин бирдемелүүлүгү керекпи же кенде табылган графиттин табигый айырмачылыгын чыдай алгысы келеби же жок экенин билүү зарыл.

Өнүктөрдү жасоо процесстери

Синтетикалык үчүн жогорку температуралуу графиттендируу

Синтетикалык графит жасоо деле анын графитизация деп аталган жылуулук менен күчтүү түрдө иштетүүдөн турат. Баштапкы материалдар көбүнчө мунай коксунан же көмүр түтүн шартынан келет. Буларды 2500 градус Цельсийден жогорку температурага чейин өткөрүп, графит катмарлары туура пайда болот. Туура иштетилгенде, углерод атомдору туура чыгып, электричество жана жылуулук өткөрүүчү материал пайда кылат. Эми өндүрүүшчүлөр бул процессти керектүү натыйжаны алуу үчүн ар кандай түрдө өзгөртүп жатышат. Батарейкалардын электроддору үчүн жакшы өткөрүмдүүлүктү каалагандай, башкалары өз колдонуу максаттарына ылайык башка касиеттерге тийиштүү. Бардык тармак компаниялар түрдүү өнөр жай тутумдары үчүн натыйжаны жакшылоо жолдорун издөө менен үзгүлтүксүз өнүгүп турат.

Табигый графиттин казып алынышы жана тазаланышы

Табигый графит синтетикалык заттар сыяк кен ордуна лабораториялардан эмес, чыныгы кендерден чыгат. Кендер жергиликтүү кен ордунун жайгашкан жерине жараша ачык көлөкөлөр же жер астын колдонуп оруп чыгарат. Баштапкы материалды колго түшүрүп алгандан кийин, аны колдонууга жарамдуу кылуу үчүн дагы иштөө керек болот. Иштөө процессине ысак таштоо (жылбырдоо), жаман заттардан жакшы заттарды ажыратуу (флотация), тазалоо жана аны чоң миндеттерге бөлүү (микронизация) кирет. Бирок, булар компаниялар жасалма графитти фабрикаларда жасагандай гана катуу контролдо тургандай эмес. Бул контролдун жетишсиздиги менен кээде сапаты ар кандай болгон продукттарды чыгарып алабыз. Бул айырмачылыктарга карабастан, бир нече сапаттагы графит беттеринин ортосунда жакшы сыртат жана жасалма аналогдоруна караганда арзан тургандыктан көптөгөн өнөр жай кенжелери табигый графитти тандашат. Бюджетине умтулган иштөөчүлөр узак мүддөттүү чыгымдарды караганда бул ар дайым мүмкүн болбосо да, бардык түрдүү маанилүүлүккө ээ.

Физикалык жана химиялык касиеттер

Жылуулук өткөрүмдүүлүгү жана электр өткөрүмдүүлүк

Жылуу өткөрүмдүүлүк деп алып карасак, синтетикалык графит табигый графиттен көп жакшыраак, артык жылууну жоготуу маанилүү болгон жагдайлар үчүн аны идеалдуу кылат. Шундуктан көп өндүрүүчүлөр электроникалык жабдууларды жогорку аткарууда пайдалануу үчүн синтетикалык графитке кайрылат, айрыкча температуранын туруктуу болушу керек болгон сезгич куралдар үчүн. Электр тарабы да жакшы. Синтетикалык графит электр тогун жакшы өткөрөт, ал батарея технологиясында жана башка электроникалык бөлүктөрдө көп кездешкен себеп. Синтетикалык графитти кандай керемет касиеттерге ээ кылат? Анын атомдук структурасы углерод атомдорун табигый графит ээ боло албаган тартипте чыгууга мүмкүнчүлүк берет. Бул структуралык артыкчылык ар кандай инновациялык технологияларда анын аткаруусун жакшыртат.

Тыгыздык, пористтик жана прочность

Синтетикалык графит натурал графит менен салыштырганда көбүнчө кем пористтик көрсөтөт жана анын тыгыздыгы жогору болот. Бул практикалык түрдө эмнени билдирет? Бул өзгөртүлбөгөн күйүндө тургундуураак жана өнүмдүүрөөк болот дегенди түшүндүрөт. Маселен, синтетикалык графиттен жасалган батарейка бөлүктөрү жана электр туташтыргычтар ушул касиеттерден пайдаланып, узак убакыт бою иштейт жана сенсиз калбайт. Синтетикалык графиттин тыгыздыгы жогору болгандыктан, ал жылуулукту жана электрди анча жакшы өткөрөт. Бул температураны башкарууга жардам берет жана кыйын шарттарда болгондо конструкциялык бүтүндүктү сактоого мүмкүнчүлүк берет. Өнімдөр узак мөөнөттө иштеп, күтүүсүз түрдө иштен чыкпай тургандыктан, бул сапат өндүрүүчүлөр үчүн өтө маанилүү.

Батарейкалар технологиясындагы колдонуу

Литий-иондук аноддордогу синтетикалык графит

Литий-иондук аккумуляторлордун аноддору жөнүндө сөз болгондо, синтетикалык графит энергия тыгыздыгы жана заряд циклдорун кайталап өткөндө төзүмдүүлүгүн сактоо кабилети менен башкалардан айрымчылык кылат. Бул синтетикалык графит менен жасалган аккумуляторлор жүз, мүмкүн, миң заряддоо сессияларынан кийин гана чын жагында тозууга убада берет, бул электр унаалары же оол жабдуулар сыяктуу узак мөөнөттүү түрдө иштөө үчүн зарыл болгон нерселер үчүн абсолюттук зарыл шарт. Бир нече илимпоздордун өткөрүп берген изилдөөлөрү синтетикалык графитти камтыган аккумуляторлор эффективдүүлүк критерийлери менен жалпы узактыгы боюнча жаратылышынан алынган графиттен жасалган аккумуляторлорго караганда жакшы иштээрин көрсөттү. Ошондой эле, синтетикалык графиттин электр өткөрүүсү бул аккумуляторлордун иштөө мүмкүнчүлүгүн көбөйтөт, ушул себептен көп өндүрүүчүлөр бүгүнкү күндө бардык керектелген жогорку сыйымдуулуктагы аккумуляторлорду чыгаруу үчүн анын үстүнөн келбейт.

Түзүлүшү арзан чечимдер үчүн табигый графит

Табигый графит батарейкалар үзгөртүүчүлөр үчүн арзан чыгымдар менен келет, бирок көп өзгөчө өнүмдүлүктү талап кылбайт. Биз аны негизинен күндөлүк колдонуучулардын пульттарында, электр шамдарында жана башка негизги гаджеттер үчүн батарейкаларда көбүрөөк колдонобуз. Чын эле, синтетикалык графит энергияны сактоо боюнча жакшыраак, стрессте узак устуралуу мүмкүнчүлүгүн берет, бирок табигый графит көптөгөн максаттар үчүн жакшы иштейт деген изилдөөлөр көрсөттү. Бул материалдын өзүнүн кээ бир жакшы өзгөчөлүктөрү бар, ал керектелген үчүн жакшы иштейт. Производителдер материалдардын электр өткөргүчтүгү жана жылууга туруктуулугу орточо болуп, өндүрүш чыгымдарын төмөндөткөн учурда табигый графитти тандашат. Эң негизги өнімдөр үчүн, жогорку техникалык талаптар керек эмес болгон учурда, бул финансылык жакынча туура келет.

Айланадагы ортого тийгизген таасир жана чыгымдарды талдоо

Производстволуу усулдардын карбон нышаны

Синтетикалык графит жасоо чоң энергия талап кылат, анткени анын өндүрүлүшү жаратылышына чоң таасир көрсөтөт. Бул затты алуу үчүн өндүрүүчүлөр пешини 3000 градус Целсийге чейин көтөрүп, электричество менен көп CO2 чыгарып жатышат. Ошол эле убакта, табигый графитти казуу да экологияга дос болуп саналбайт. Ал ошондой экстремалдуу температура талап кылбаса да, казуу иштөрү жер бетин талкалайт жана туруктуу иштеп турган тяжел техника чыгышка таасир көрсөтөт. Бир нече компания өз ыкмалары башкаларына караганда жашыл экенин айтып жүрсө да, экспертилер эки варианттын да чын сенсиз болууга дагы көп иш калганын билүүдө. Сектордун ичиндегилер узак мөөнөттө кайсы бир ыкма кандай зыян келтirээрине талашып турушат.

Наалык баалары жана айланым тизмеги динамикасы

Синтетикалык жана табигый графиттин баасы бир нече негизги факторлорго байланыштуу өзгөрүп турат. Батарейкаларды иштеп чыгаруу жана электрондук бөлүктөр сыяктуу жогорку технологиялуу секторлор көп талаптарды жаратса, континенттер боюнча саясий кергене түрдүү өлкөлөрдөгү жеткилүү сызыкчаларын бузуп турат. Ар кандай ыкмалуу колдонуу үчүн керектүү леп тил жана электр өткөргүчтүүлүгүнөн улам синтетикалык графитке жогорку баа коюлат. Табигый графиттин баасы жакын болгон менен, чыгымдарды кыскартууну каалаган иштеп чыгаруучулар үчүн ал дагы жылыткан альтернатива болуп калат. Электромобилдерге жана чоң көлөмдүү күн, жел энергиясын сактоо системаларына өтүү процессинде синтетикалык графиттен гана пайдалануу керек болуп калды. Бул өзгөрүүлөр жеткизүүчүлөргө өз колдонуу стратегияларын жана баалоо моделдерин туруктуу өзгөртүүгө арга болдурууда, анткени алар клиенттердин кабыл ала турганы менен технологиянын чын эле кереги бар нерселеринин ортосунда жол табышы керек.

Көп берилүүчү суроолор

Синтетикалык жана табигый графиттин айырмасы эмне?

Синтетикалык графит жогорку температурада нефть коксун пайдаланып даярдалат, азыркы замат графит жерде жайгашкан углерод кенинен кармалат.

Аккумулятордун колдонулушу үчүн кайсы түрдөгү графит такыр эле каалаган?

Литий-иондук аккумуляторлор үчүн жалпысынан синтетикалык графит такыр эле каалаган, анткени ал жогорку энергия тыгыздыгына жана узун циклдык туруктуулуга ээ, анын менен катар азыркы замат графит арзан чечимдер үчүн тандалат.

Углероддун мазмуну графиттин иштешине кантип таасир этет?

Синтетикалык графитте жалпысынан 99% дан ашуун углерод бар болот, ал жогорку тазалыкка жана жакшы өткөргүчтүккө алып келет, жогорку иштөө талаптары үчүн жарамдуу кылат. Азыркы замат графиттин углерод мазмуну ар кандай болушу мүмкүн, бул анын төмөнкү иштөө талаптары үчүн жарактуулугун тактайт.