EN
Синтетик vs Байгалийн графит: Чухал ялгаа
Гарал үүслийн талаарх үндсэн тодорхойлолт
Синтетик болон байгалийн графитын гарлыг судлахдаа тэдгээрийг ялгаж буй онцлог процессыг илрүүлдэг. Синтетик графит нефтийн коксны технологийг ашиглан зохион бүтээгдсэн бөгөөд углеродын эх сурвалж нь өндөр температурын эмчилгээнд орж цэвэр, тогтвортой чанараар нь алдартай болсон материалыг үүсгэдэг. Нөгөө талаас нь байгалийн графит нь дэлхийн томоохон нөөцөөс шууд авлагдаж, байгалаас кристалжсон углеродоор бүрдэх бөгөөд түүний цэвэр байдал болон бүтэц нь ихээр ялгаатай байж болно. Үндсэн онцлогт дагуу эх үүсвэр: синтетик графит нь хүний бүтээсэн процессаас гаралтай бол байгалийн графит нь газарзүйн үйл явцын бүтээл юм. Эдгээр төрлүүдийг гарал үүсвэр, тодорхойлолтоор нь ялгах нь олон төрлийн инженерийн хэрэглээнд тохирохыг нь ойлгоход тусална.
Орчин үеийн аж үйлдвэрийн үндсэн хэрэглээний тохиолдол
Графитийн ашиглалт нь янз бүрийн салбарт хурдан хөгжиж байгаа бөгөөд төрөл бүрийн онцлог зориулалтаар ашиглагддаг. Синтетик графит цахилгаан дамжуулах чадвар, цэвэр байдал нь ахисан түвшинд байдаг тул электроник, шахмөс, автомашины салбар дахь онцлог аккумулятор гэх мэт өндөр ач холбогдолтой салбарт эрэлт ихтэй байдаг. Нөгөө талаар байгалийн графит нь харьцангуй хямд байдлаараа зэргэлдээ аж үйлдвэрлэл, шахмөс гэх мэт дундаж ач холбогдолтой хэрэглээнд илүү тохиромжтой байдаг. Судалгааны үр дүнгээс үзэхэд соронзон орны салбарт синтетик графитийн эрэлт ихсэж байгаа бол байгалийн графит нь уламжлалт хэрэглээндээ хадгалагдаж байна. Ингэснээр тухайн үйлдвэрлэлийн шаардлагатай нийцсэн графитийн хэлбэрийг сонгоход уг хоёр төрлийн гол хэрэглээг мэдэх нь чухал юм.
Найрлага ба Бүтцийн Ялгаа
Нүүрстөрөгчийн Агууламж ба Хольцын Түвшин
Графитийн нүүрстөрөгчийн агууламж нь түүний цэвэр байдал болон дараа нь хэрэглээг тодорхойлох чухал үүрэг гүйцэтгэнэ. Синтетик графит нь ихэвчлэн 99%-иас дээш нүүрстөрөгчийн агууламжтай байдаг тул энэ нь байгалийн графитаас илүү цэвэр хэлбэр юм. Энэ өндөр цэвэршилт нь графитын цахилгаан ба дулаан дамжуулах чанарыг сайжруулдаг тул синтетик графитыг нарийн электроникийн багаж хэрэгсэл, цахилгаан батерейн анод зэрэг өндөр ачаалалтай хэрэглээнд тохируулан ашиглахад тохиромжтой болгодог. Нөгөө талаар байгалийн графитын нүүрстөрөгчийн агууламж нь 70-95%-ийн хооронд хэлбэлзэх бөгөөд энэ нь хольцын байдлаас шалтгаалан байна. Энэ хэлбэлзэл нь графитын ажиллагаанд ихээхэн нөлөө үзүүлдэг тул байгалийн графитыг маш цэвэр байдал шаардлагагүй хэрэглээнд жишээ нь: тугарга тэсвэртэй материалын болон гулсруулагч материал болгон ашиглахад илүү тохиромжтой.
Кристаллын бүтцийн харьцуулалт
Графитийн кристаллын бүтэц нь түүний хиймэл болон байгалийн хэлбэрүүдийн ялгааг тодорхойлох нэг шалгуур юм. Хиймэл графитийг ижил төрлийн кристаллын бүтэцтэй байхаар инженерчлэн бүтээдэг бөгөөд энэ нь олон төрлийн хэрэглээнд урьдчилан таамаглах боломжтой ажиллагаа болон нарийвчлалыг хангана. Энэ нарийвчлал нь онолын болон цөмийн урвалын зууханд чухал байдлыг шаарддаг салбаруудад хиймэл графитийг илүүдэл сонголтоор хувиргадог. Нөгөө талаар, байгалийн графит нь долоовор, чулуут, дүрсгүй хэлбэрүүдээс бүрдсэн нэгэн төрлийн бус бүтэцтэй байдаг. Энэ хувьсал нь жишээ нь тормозны шаврын болон прокладкын хэрэглээнд давуу тал болох ч өөр өөр партийн болон хэрэглээнд нарийвчлалыг хангахад хэцүү байдал учруулж болно. Бүтцийн эдгээр ялгааг мэдэх нь тодорхой үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд тохирох графитийн төрлийг сонгоход тусална.
Үйлдвэрлэлийн процессууд
Хиймэл графитийн өндөр температурт графитжих процесс
Синтетик графит үйлдвэрлэхэд их температурт графитжих нарийн технологийг ашигладаг. Нефть кокс эсвэл нүүрсний дегтем зэрэг нугалан бодисыг 2500°C-аас дээш температурт оруулах замаар графитийн давхаргууд үүсгэдэг. Энэ нөхцөл нь нүүрстөрөгчийн атомыг молекулын түвшинд эгнүүлэх боломжийг олгодог бөгөөд иймд цахилгаан дамжуулах чанараараа онцлогдох материалыг үүсгэдэг. Энэ процессыг сайжруулах замаар үйлдвэрлэгчид сонгомол шинж чанарыг тохируулж, цахилгаан дамжуулах чадвар, дулаан дамжуулалтын өндөр шаардлагатай хэрэгсэл болох баттерейн электрод зэрэг хэрэглээнд зориулсан синтетик графитыг тохируулж болно.
Байгалийн графит олборлох ба цэвэрлэх процесс
Эсрэгээр, байгалийн графитыг геологийн агуулагдсан орд бүхий нүх шахмал эсвэл газар доорхи аргаар олборлодог. Хайлуулсны дараа анхдагч графитыг хольцыг зайлуулахын тулд цэвэрлэх процессоор боловсруулдаг. Эдгээр аргуудад жижиглэх, сортуудах, цэвэрлэх, микронжуулах зэрэг технологи нь ихэвчлэн синтетик графит үйлдвэрлэлтийнхээс бага зэрэг хяналтанд автдаг байдаг. Үүний эцэст чанарын хувьд илүү их хэлбэлзэл үүсгэж болох юм. Чанарын ялгаатай байдал эдгээр тохиолдолд байгалийн графит нь синтетик графитаас илүү өртгийн үед лубрикант чанараараа инженерийн олон төрлийн хэрэглээнд сайн сонголт болохоор хэвээр байна.
Физик, химийн үзүүлэлт
Дулаан дамжуулах чадвар ба цахилгаан гүйлтийн үзүүлэлт
Синтетик графит нь дулаан дамжуулах чадвараараа байгалийн графитаас давуу талтай бөгөөд энэ нь илүү их дулааныг шилжүүлэн авах шаардлагатай салбаруудад маш чухал юм. Энэ шинж чанар нь синтетик графитийг электроникийн өндөр ач холбогдолтой деталуудад сонголтоор ашиглах боломжийг олгодог. Цаашлаад синтетик графитийн цахилгаан гүйлтийн үзүүлэлтүүд нь маш сайн бөгөөд тухайлбал, батерейнууд болон цахилгаан хэрэгслүүдэд ашиглахад илүү сайн дамжуулалтыг хангаж өгдөг. Синтетик графитийн бүтцийн улмаас уг төрлийн нүүрстөрөгчид илүү сайн зэрэгцэн байрших боломжийг олгох ба энэ нь цахилгаан чанарыг сайжруулахад хувь нэмрээ оруулж, технологийн салбарт ашиглах боломжийг нэмэгдүүлдэг.
Нягт, нүхсэр, эсэргүүцэл
Физик шинж чанарын хувьд синтетик графит нь байгалийн графитаасаа цөөн нүхтэй, илүү их нягттай байдаг. Энэ нь хэт элэгдэлт орчинд урт хугацаагаар ашиглахад тэсвэлтэй бөгөөд сайн үр дүнтэй ажиллагааг хангана. Бүтээгдэхүүн синтетик графитаар хийсэн элементүүд жишээлбэл баттерейн электрод, цахилгаан холболтууд эдгээр шинж чанаруудаас лав ашиг авдаг тул амьдралын хугацаа, найдвартай байдлыг нэмэгдүүлдэг. Синтетик графитын өндөр нягт нь дулаан ба цахилгаан дамжуулах чадварыг сайжруулж, хэт хатуу нөхцөлд бүтцийн бүрэн байдалыг хадгалж, ажиллагааг урт хугацаанд хангах боломжийг олгодог.
Баттерей технологийн хэрэглээ
Лити-ион анод дахь синтетик графит
Литийн ионтой батерейн анодын хувьд синтетик графит нь өндөр энергиийн нягт, асар сайн цикл тогтвортой чанараараа давуу талтай юм. Эдгээр чанарууд нь батерейг олон удаа цэнэглэх, цэнэгээ алдалгүйгээр ашиглах боломжийг олгодог бөгөөд цахилгаан автомашины ба гар утас зэрэг салбарт маш чухал ач холбогдолтой. Судалгаагаар синтетик графитаар хийсэн батерей нь натурал графит ашигласан батераенаас үр ашиг, нас хугацаагаар давуу байдаг нь тогтоогдсон. Синтетик графитын онцгой дамжуулалт нь батерейн ажиллагааг сайжруулахад хувь нэмэр оруулдаг тул энэ нь их багтаамжтай, урт нас бүхий батерей үйлдвэрлэхэд чухал бүрэлдэхүүн хэсэг болохоор шаардлагатай.
Зардал хэмнэлтийн шийдлийн хувьд натурал графит
Байгалийн графит нь тусгай тохиолдолд үнийн харьцаагаар давуу талтай батерейн хэрэглээнд зориулагдсан боломжийн нэг юм. Энэ нь ихэвчлэн илүү энгийн батерейн төрлүүд, жишээ нь өдөр тутмын цахилгаан барааны батерейд ашигладаг. Байгалийн графит нь синтетик графит шиг өндөр энергиийн нягт, тогтвортой чанарыг олж авч чадахгүй ч судалгаанууд нь түүний онцлог шинж чанарууд нь тодорхой хэрэглээнд хангалттай гүйцэтгэлийг хангаж чадна гэдгийг харуулж байна. Компаниуд ихэвчлэн төсөв барьж чадах нь чухал байдаг бүтээгдэхүүн хөгжүүлэхдээ байгалийн графитыг сонгодог бөгөөд графитын дамжуулах чадвар, дулааны тогтвортой байдал гэх мэт чанарууд нь хэрэгтэй байдаг.
Орчин үеийн нөлөө ба зардлын шинжилгээ
Үйлдвэрлэлийн аргын нүүрстөрөгчийн хэмнэл
Синтезийн графит үйлдвэрлэх нь түүнийг үйлдвэрлэх явцад шаардагдах эрчим хүч ихтэй процессоор хүнд нөлөө үлдээдэг. Синтезийн графитыг боловсруулахын тулд маш их температур шаардлагатай байдаг тул эрчим хүч их хэрэглэдэг ба хүлэмжийн хий ялгаруулалтанд хувь нэмрээ оруулдаг. Нөгөө талаас, байгалийн графит олборлох болон боловсруулах нь ч бас орчин үеийн асуудал юм. Ерөнхийдөө синтезийн графитаас цөөн эрчим хүч ашиглах боломжтой гэж үздэг боловч байгалийн графит олборлох нь газрын гажуу хөдөлгөөнд хүргэдэг бөгөөд тоног төхөөрөмж болон процессын улмаас хүлэмжийн хий ялгарахад хүргэж болзошгүй юм. Эдгээр хүчин зүйлс графитийн салбарт суурьтай байдалд хүргэдэг.
Зах зээлийн үнэ болон нийлүүлэлтийн гинж тогтол
Синтетик ба байгалийн графитын зах зээлийн үнэ хэд хэдэн хүчин зүйлсээр нөлөөлдөг. Тухайлбал, цахилгаан баттерей болон электроникийн шиг өндөр технологийн салбаруудын эрэлт, мөн дэлхийн нийлүүлэлтийн гинжин дэх геополитик асуудлууд. Синтетик графит нь илүү өндөр чанар, тодорхой хэрэглээтэй байдаг тул илүү үнэтэй байдаг. Гэвч шинжээчид байгалийн графит зарим тохиолдолд өртгийн давуу талтай байдаг тул хямд үнэтэй бүтээгдэхүүн шаарддаг салбарт илүү таалагддаг гэж ажигласан. Эдгээр давуу талуудыг харгалзаж боловч цахилгаан автомашины болон сөргөөгүй энерги хадгалах системд хэрэглэх графикт хэрэглээний эрэлт нэмэгдэж буй нь синтетик графитын эрэлтийг нэмэгдүүлж байна. Ийм зах зээлийн динамик нь өртгийн хувьд тооцоолох болон ажиллах чадварыг сайжруулах явцыг тэнцвэржүүлэх замаар аж ахуйн нийлүүлэлтийн гинжин болон үнэ тогтоох стратегийг тодорхойлж байна.
НӨАТ-ын хэсэг
Синтетик болон байгалийн графитын гол ялгаа юу вэ?
Синтетик графитийг их температурын процессоор нефтийн коксыг ашиглан үйлдвэрлэдэг бол байгалийн графитийг дэлхийн доторх нүүрстөрөгчийн агууламжаас олборлодог.
Баттерейн хэрэглээнд ямар төрлийн графит илүү тохиромжтой вэ?
Синтетик графит нь лити-ион баттерейнд хэрэглэхэд илүү өндөр энерги нягт, урт дахин тогтвортой чанараараа давуу талтай байдаг бол байгалийн графитыг зардал багатай шийдэл болгон сонгодог.
Нүүрстөрөгчийн агууламж графитын ажиллагаанд яаж нөлөөлдөг вэ?
Синтетик графит нь ерөнхийдөө 99%-иас дээш нүүрстөрөгч агуулдаг тул цэвэр байдал өндөр, дамжуулах чадвар сайн байдаг тул өндөр ач холбогдолтой хэрэглээнд тохиромжтой. Байгалийн графитын нүүрстөрөгчийн агууламж нь хувьсах бөгөөд энгийн хэрэглээнд илүү тохиромжтой байдаг.
