EN
Байгалийн ба хиймэл графитын материалуудын үндсэн ялгааг ойлгох
Үйлдвэрлэлийн материалуудын ертөнцөд графитын бялгар энерги хадгалах, тослох бодис зэрэг олон төрлийн хэрэглээнд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Байгалийн ба хиймэл графитын нунтгийн ялгаа нь үйлдвэрлэгчид, инженерчид өөрсдийн шаардлагад нийцүүлэн анхааралтай сонгох ёстой үндсэн сонголтыг тодорхойлдог. Материалын сонголт хийхдээ зөв шийдвэр гаргахын тулд эдгээр ялгааг ойлгох нь маш чухал.
Графитийн олдсон цэгээс эхлээд орчин үеийн үйлдвэрт ашиглах хүртэлх зам нь энэ материалтай холбоотой гайхалтай олон талт байдлыг харуулдаг. Байгалийн графитын чиг хэдэн зуун жилийн турш ашиглагдаж ирсэн бол тодорхой үйлдвэрийн шаардлагыг хангахын тулд синтетик хувилбар нь технологийн дэвшил болон гарч ирсэн. Энэхүү нарийвчилсан судалгаа нь хоёр төрлийн графитын чигийн гол ялгаа, хэрэглээ, анхаарах зүйлсийг гүнзгий авч үзнэ.
Үүсэл ба үйлдвэрлэлийн аргачлал
Байгалийн графитын чигийн үүсэл
Байгалийн графитын чиг нь саяхан мянган жилийн турш дэлхийн давхаргад их хэмжээний дулаан, даралтад органик материалын метаморфизмээр үүсдэг. Энэхүү процесс нь нүүрстөрөгчийн атомыг онцлог зурвалжин бүтэцтэй болгох буюу кристалжих үйл явц юм. Графит үүссэн орчны нөхцөл нь чигийн эцсийн шинж чанар, жишээ нь хэмжээ, цэвэрлэгээ, кристаллит байдлыг ихэд нөлөөлдөг.
Олборын ажиллагаанууд нь дэлхийн хэмжээнд олдох байгалийн графитын хаягсаруудыг олборлож авдаг бөгөөд Хятад, Бразил, Мадагаскарт чухал эх үүсвэрүүд оршдог. Энэхүү олборлолтын үед хаягсарын бүтцийг хадгалах, материал болон чанарыг хадгалах зорилгоор анхааралтайгаар салгах, боловсруулах арга хэмжээг хэрэглэдэг. Эдгээр байгалийн нөөцүүд нь янз бүрийн зэрэг, шинж чанартай графитын хаягсар үүсгэж, олон төрлийн хэрэглээнд тохиромжтой болгодог.
Синтетик графит бэлдэх
Хиймэл графитын хаягсарыг үйлдвэрлэхэд нүүрстөрөгчийн агууламжтай эхний материалыг өндөр цэвэршилттэй графит болгон хувиргах зохицуулсан үйлдвэрлэлийн процесс шаардлагатай. Ихэвчлэн ашигладаг эхний материалын жишээ нь нефтийн кокс, нүүрсний загасны нарийн тос юм. Эдгээр материалыг 2,500°C-с дээш температурт графитжуулах процессын үед оруулах ба ийнхүү нарийвчлалтай тодорхойлолттой хиймэл графитын хаягсар үүсдэг.
Хиймэл үйлдвэрлэлийн удирдлагатай орчин нь хурц, хэлбэр болон цэврийн түвшин зэрэг тодорхой шинж чанаруудыг тохируулах боломжийг үйлдвэрлэгчдэд олгоно. Материалын шинж чанарууд тогтвортой байх нь тодорхой хэрэглээнд маш чухал үед энэ түвшний удирдлага нь томоохон давуу талыг илэрхийлнэ. Гэсэн хэдий ч хиймэл графитийн үйлдвэрлэл нь энерги их хэрэглэдэг тул байгалийн графитаас олборлох арга замтай харьцуулахад өртөг илүү өндөртэй байдаг.
Физик, химийн үзүүлэлт
Бүтцийн тодорхойлолт
Байгалийн графитын хялгаснууд нь геологийн үүсэх явцын улмаас илүү ихэвчлэн ялгаатай хэлбэр загварыг үзүүлдэг. Эдгээр хялгаснууд нь ихэвчлэн илүү сайн кристалжилсан бөгөөд том хурцтай байдаг бөгөөд зарим жишээнүүд нь диаметрээрээ хэд хэдэн миллиметр хүрдэг. Байгалийн үүсэх процесс нь дулаан ба цахилгаан дамжуулах чанарыг маш сайн сайжруулдаг тул тодорхой хэрэглээнд тэдгээрийг онцгой үнэ цэнэтэй болгодог.
Хиймэл графитийн хэмх, үйлдвэрлэлд эрхшээлттэй байх хандлагатай ч ерөнхийдөө илүү жигд, гэхдээ жижиг хэсгүүдтэй байдаг. Технологийн шаардлагаас хамаарч тэдгээрийн бүтцийг зохиомжлох боломжтой ч, тэд природын графит шиг кристаллын нарийвчлалд хүрэхгүй байх магадлалтай. Хяналттай орчинд үйлдвэрлэсэн нь тогтвортой чанар, урьдчилан хэлж болох ажиллагааг баталгаажуулдаг.
Цэвэршилт ба найрлага
Природын графитын хэмх нь газрын нөөцийн байршлаас хамааран янз бүрийн хольцтой байдаг. Өндөр чанартай нөөцөөс авсан хэмх нь 90-97% нүүрстөрөгчийн агууламжтай байж болох ч илүү өндөр цэвэршилтийг олж авахын тулд нэмэлт боловсруулалт шаардлагатай байдаг. Байгалийн нүүрсний элемэнтүүд болон минералуудын байдал нь тодорхой хэрэглээнд тэдгээрийн ажиллагаанд нөлөөлж болзошгүй.
Хиймэл графитийн хагархай нь ерөнхийдөө 99.9%-аас дээш нүүрстөрөгчийн агууламжтай өндөр цэвэршилттэй байдаг. Энэхүү өндөр цэвэршилт нь удирдлагатай үйлдвэрлэлийн процесс болон анхдагч материалуудыг анхааралтайгаар сонгох замаар олддог. Цэвэршилтийн тогтмол түвшинг хадгалах чадвар нь хиймэл графитийн хагархайг өндөр үзүүлэлт шаарддаг хэрэглээнд онцгой тохиромжтой болгодог.
Аж ахуйн үйлдвэрлэлийн ашиглалт болон чанар
Энерги жигнэх хэрэгслүүд
Хурдан өсөж буй энерги жигнэх салбарт натураль болон хиймэл графитийн хагархай хоёулаа баттерейн анодын чухал материалын үүрэг гүйцэтгэдэг. Натураль графитийн хагархай нь илүү сайн цахилгаан дамжуулах чадвар, өртөг тооцооны үр дүнтэй байдлаараа олон баттерей үйлдвэрлэгчдийн дунд дэлхий юм. Тэдгээрийн том хэсгүүд нь зарим баттерейн загварчлалд илүү өндөр энергийн нягтралд хувь нэмэр оруулж болно.
Синтетик графитийн хэсгүүд нь тогтвортой чанартай, давталтын тэлэлт сайн байдаг өндөр гүйдлийн баттерейнүүдэд илүү дуртай байдаг. Үйлдвэрлэлийн өртөг илүү өндөр байхаас харамсалтайгүй, тэдгээрийн удирдлагат шинж чанар болон маш сайн цэвэршилт нь найдвартай ажиллах, урт хугацаагаар ашиглах шаардлагатай дэвшилтэт энерги хадгалалтын хэрэгслүүдэд тохиромжтой болгодог.
Өнгөрөөний боловсруулалтын бодлогууд
Графитийн хэсгүүдийн дулаан дамжуулах чадвар нь дулаан зохицуулах хэрэгслүүдийн хувьд маш сайн сонголт болгодог. Тусгайлан том хэмжээтэй байгалийн графитийн хэсгүүд дулаан тараагч, дулаан шингээгчид онцгой сайн ажилладаг. Эдгээрийн харьцангуй бага өртөг болон сайн дулааны үзүүлэлт нь олон төрлийн хөргөлтийн шийдлүүдэд татамжтай болгодог.
Синтетик графитийн хэсгүүд дулааны шинж чанарыг илүү нарийвчлалтай удирдах боломжийг олгох тул тодорхой дулаан шилжүүлэх шаардлага бүхий тусгай зориулалтын хэрэгслүүдэд тохиромжтой. Тэдгээрийн тогтвортой чанар нь шийдвэрч үүрэгтэй дулаан зохицуулах системд найдвартай ажиллах боломжийг хангаж өгдөг ч илүү өндөр өртөгтэй байдаг.
Эдийн засгийн хувьсагчид ба зах зээлийн динамик
Зардалд нөлөөлөх хүчин зүйлс ба хангамжийн байдал
Байгалийн графитын хөвүүрүүд нь ерөнхийдөө илүү хэмнэлттэй шийдэл санал болгодог бөгөөд үнэ нь олборлолтын чанар, боловсруулах шаардлага, зах зээлийн эрэлтээс хамааран тодорхойлогдоно. Байгалийн графитын хангалт нь газрын нөөц, уул уурхайн үйл ажиллагаанаас хамаарч, үйлдвэрлэгчдийн хангамжийн хэлхээнд нөлөөлж болзошгүй юм.
Хиймэл графитын хөвүүрүүд нь энерго-их хэрэгцэтэй үйлдвэрлэлийн процесс, мөн тусгайлан хийгдэх шаардлагатай байдгаас үүдэн илүү өндөр үнтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч тэдгээрийг эрэлтийн дагуу масштабжуулан үйлдвэрлэж болох тул хангамжийн хэлхээ илүү тогтвортой байдаг. Байгалийн ба хиймэл графитын аль нэгийг сонгох асуудал нь ихэвчлэн өртөг, үзүүлэлтийн шаардлагыг тэнцвэржүүлэхтэй холбоотой байдаг.
Баримт байгууллагын төвөгтэй дүрслэл жишээ
Графитийн хламжирхийн зах зээл нь цахилгаан багтаамж, энерги хадгалах зэрэг шинэ технологийн салбараас эрэлт ихсэж байгаатай холбоотойгоор хөгжиж байна. Байгалийн графитийн хламжирхий нь үйлдвэрлэлд нь ихэвчлэн синтетик хувилбаруудаас илүү бага энерги шаарддаг тул зардал болон орчин үеийн экологийн хувьд илүү давуу талтай байдгаас зах зээл дээр хүчтэй байршилтай байна.
Синтетик графитийн хламжирхий нь үзүүлэлт чухал байдаг өндөр технологийн хэрэглээнд зах зээлийн хувийг нэмэгдүүлж байна. Синтетик графитийн хламжирхийн давуу талуудыг хадгалж үлдэхийн зэрэгцээ үйлдвэрлэлийн үр ашгийг сайжруулах, зардлыг бууруулах зорилгоор судалгаа, хөгжүүлэлтийн ажлууд үргэлжилж байна.
Ихэнх асуултууд
Байгалийн графитийн хламжирхийн синтетик графитаас ямар давуу талууд байдаг вэ?
Байгалийн графитийн хламжирхий нь ихэвчлэн илүү сайн зардлын үр ашгийг, том хэсгийн хэмжээ, гайхалтай дулаан ба цахилгаан дамжуулалтыг санал болгодог. Мөн үйлдвэрлэлдээ илүү бага энерги шаарддаг тул нүүрстөрөгчийн хувьд илүү орчин үеийн экологийн хувьд илүү сайн байдаг.
Хиймэл графитийн хэмх хэрхэн илүү өндөр цэвэршилттэй болдог вэ?
Хиймэл графитийн хэмх нь анхдагч материал сонгон авч, 2,500°C-аас дээш халуунд боловсруулж, ихэнх бохирдлыг зайлуулах замаар цэвэршилийг хангаж, 99.9%-иас дээш нүүрстөрөгчийн агууламжийг тогтвортой байлгадаг.
Баттерейн хэрэглээнд ямар төрлийн графитийн хэмх илүү сайн вэ?
Сонголт нь тухайн баттерейн шаардлагад хамаарна. Байгалийн графитийн хэмх нь ердийн хэрэглээнд зориулж зардал багатай, дамжуулах чадвар сайтай байдаг бол хиймэл графитийн хэмх нь өндөр түвшний баттерейн системд илүү сайн дахин цэнэглэх тогтвортой чанартай, гүйцэтгэл нь тогтвортой байдаг. Илүү их хямд, гүйцэтгэл өндөртэй байхын тулд олон үйлдвэрлэгчид эдгээр хоёр төрлийн хольцыг ашигладаг.
