מבוא ויישום של גרפיט מלאכותי

גרפיט סינתטי הוא רב-גבישי בדומה לקריסטלוגרפיה. ישנם סוגים רבים של גרפיט מלאכותי ותהליכי ייצור שונים.
במובן הרחב, כל חומרי הגרפיט המתקבלים לאחר פחמון של חומר אורגני וגרפיטיזציה בטמפרטורה גבוהה יכולים להיקרא יחד גרפיט מלאכותי, כגון סיבי פחמן (גרפיט), פחמן פירוליטי (גרפיט), גרפיט מוקצף וכו'.

במובן הצר, גרפיט מלאכותי מתייחס בדרך כלל לחומרים מוצקים בתפזורת, כגון אלקטרודת גרפיט, גרפיט איזוסטטי, המיוצרים על ידי ערבוב, יציקה, פחמון (המכונה קלייה בתעשייה) וגרפיטיזציה, עם תכולת טומאה נמוכה של חומרי גלם פחם (קוקה נפט, קוקה אספלט וכו') כאגרגט, ופסולת פחם כקלסר.
ישנן צורות רבות של גרפיט מלאכותי, כולל אבקה, סיבים ובלוקים, בעוד שהמובן הצר של גרפיט מלאכותי הוא בדרך כלל בלוק, שיש לעבד אותו לצורה מסוימת בעת השימוש. ניתן להתייחס אליו כסוג של חומר רב-פאזי, הכולל את פאזת הגרפיט שעברה טרנספורמציה על ידי חלקיקי פחמן כמו קוק נפט או קוק אספלט, פאזת הגרפיט שעברה טרנספורמציה על ידי חומר קלסר זפת פחם המצופה סביב החלקיקים, הצטברות חלקיקים או נקבוביות שנוצרות על ידי חומר קלסר זפת הפחם לאחר טיפול בחום, וכו'. באופן כללי, ככל שטמפרטורת הטיפול בחום גבוהה יותר, כך דרגת הגרפיטיזציה גבוהה יותר. בייצור תעשייתי של גרפיט מלאכותי, דרגת הגרפיטיזציה היא בדרך כלל פחות מ-90%.

בהשוואה לגרפיט טבעי, לגרפיט מלאכותי יש יכולת העברת חום ומוליכות חשמלית חלשה, סיכה ופלסטיות, אך לגרפיט מלאכותי יש גם עמידות טובה יותר בפני שחיקה, עמידות בפני קורוזיה וחדירות נמוכה מאשר לגרפיט טבעי.

חומרי הגלם לייצור גרפיט מלאכותי כוללים בעיקר קוק נפט, קוק מחטים, קוק אספלט, זפת פחם, מיקרו-כדורי פחמן וכו'. מוצרי ההמשך שלה כוללים בעיקר אלקטרודת גרפיט, אנודה אפויה מראש, גרפיט איזוסטטי, גרפיט טוהר גבוה, גרפיט גרעיני, מחליף חום וכן הלאה.

יישום המוצר של גרפיט מלאכותי בא לידי ביטוי בעיקר בהיבטים הבאים:

1. אלקטרודת גרפיט: אלקטרודת הגרפיט מיוצרת באמצעות קלינצינציה, עיבוד שבבי, ערבוב, כבישה, קלייה, גרפיטיזציה ועיבוד שבבי, המשתמשת בקוק נפט וקוק מחטים כחומרי גלם ובזפת פחם כמקשר. היא נמצאת בשימוש נרחב בפלדת תנור חשמלי, סיליקון תעשייתי, זרחן צהוב וציוד אחר, על ידי שחרור אנרגיה חשמלית בצורת קשת לחימום והתכה של המטען.

2. אנודה אפויה מראש: עשויה מקולה נפט כחומר גלם ומפחם כקלסר באמצעות קלצינציה, אצווה, ערבוב, כבישה, קלייה, הספגה, גרפיטיזציה ועיבוד שבבי, היא משמשת בדרך כלל כאנודה מוליכה של ציוד אלומיניום אלקטרוליטי.

3. מיסב, טבעת איטום: העברת ציוד מדיה קורוזיבית, גרפיט מלאכותי בשימוש נרחב עשוי טבעות בוכנה, טבעות איטום ומסבים, עובד ללא הוספת שמן סיכה.

4. מחליף חום, סוג מסנן: גרפיט מלאכותי בעל מאפיינים של עמידות בפני קורוזיה, מוליכות תרמית טובה וחדירות נמוכה. הוא נמצא בשימוש נרחב בתעשייה הכימית לייצור מחליף חום, מיכלי תגובה, סופגים, מסננים וציוד אחר.

5. גרפיט מיוחד: עם קוק נפט איכותי כחומר גלם, זפת פחם או שרף סינתטי כקלסר, באמצעות הכנת חומרי גלם, אצווה, לישה, כבישה, ריסוק, ערבוב, לישה, יציקה, קלייה מרובה, חדירה מרובה, טיהור וגרפיטיזציה, עיבוד שבבי וייצור, כולל בדרך כלל גרפיט איזוסטטי, גרפיט גרעיני, גרפיט טוהר גבוה, המשמש במגזרי התעופה והחלל, האלקטרוניקה והתעשייה הגרעינית.