חומרי הגלם לייצור אלקטרודות גרפיט הם קוק נפט, קוק מחט ופחם זפת

קוק נפט הוא מוצר מוצק דליק המופק משאריות נפט ואספלט נפט על ידי קוקינג. הצבע שחור ונקבובי, היסוד העיקרי הוא פחמן, ותכולת האפר נמוכה מאוד, בדרך כלל מתחת ל-0.5%. קוק נפט הוא סוג של פחמן קל לגרפיטיזציה, לקוק נפט מגוון רחב של שימושים בתעשייה הכימית, מטלורגיה ותעשיות אחרות, והוא חומר הגלם העיקרי לייצור מוצרי גרפיט מלאכותיים ומוצרי פחמן אלומיניום אלקטרוליטיים.

לפי טמפרטורת הטיפול בחום, ניתן לחלק קוק נפט לשני סוגים: קוק גולמי וקוק קלוי. קוק נפט לשעבר המתקבל מקוק מושהה מכיל תכולה נדיפה רבה ובעל חוזק מכני נמוך. קוק קלוי מתקבל באמצעות קלצינציה. רוב בתי הזיקוק בסין מייצרים רק קוק גולמי, ורוב פעולות הקלצינציה מתבצעות במפעלי פחמן.

קוק נפט ניתן לחלק לקוק עתיר גופרית (המכיל יותר מ-1.5% גופרית), קוק עתיר גופרית בינונית (המכיל 0.5%-1.5% גופרית) וקוק עתיר גופרית (המכיל פחות מ-0.5% גופרית). שלושה סוגים שונים הם קוק עתיר גופרית, אלקטרודות גרפיט ומוצרי גרפיט מלאכותיים אחרים.

קוק מחט הוא סוג של קוק איכותי בעל מרקם סיבי ברור, מקדם התפשטות תרמי נמוך במיוחד וגראפיטיזציה קלה. כאשר גוש הקוק נשבר, ניתן לפצל אותו לחלקיקי רצועה דקים בהתאם למרקם (יחס הממדים הוא בדרך כלל מעל 1.75), וניתן לצפות במבנה הסיבי האניזוטרופי תחת מיקרוסקופ אור מקוטב, ולכן הוא נקרא קוק מחט.

האניזוטרופיה הפיזית והמכנית של קוק מחט ניכרת מאוד, ויש לו מוליכות חשמלית ותרמית טובה במקביל לציר הארוך של החלקיקים, ומקדם ההתפשטות התרמית נמוך. במהלך יציקת שיחול, הציר הארוך של רוב החלקיקים מסודר בהתאם לכיוון השיחול. לכן, קוק מחט הוא חומר הגלם העיקרי לייצור אלקטרודות גרפיט בעלות הספק גבוה או אולטרה-גבוה, בעלות התנגדות נמוכה, מקדם התפשטות תרמית קטן ועמידות טובה לזעזועים תרמיים.

קוק מחטים מחולק לקוק מחטים של נפט המופק משאריות נפט וקוק מחטים של פחם המופק מאספלט פחם מזוקק.

זפת פחם היא אחד התוצרים העיקריים של עיבוד עמוק של זפת פחם. זוהי תערובת של מגוון פחמימנים, שחור בעל צמיגות גבוהה, מוצק למחצה או מוצק בטמפרטורת החדר, ללא נקודת התכה קבועה, מרוכך לאחר חימום, ולאחר מכן מומס, עם צפיפות של 1.25-1.35 גרם/סמ"ק. לפי נקודת הריכוך שלו, הוא מחולק לשלושה סוגים של אספלט בטמפרטורה נמוכה, בינוני וגבוהה. תפוקת האספלט בטמפרטורה בינונית היא 54-56% מזפת פחם. הרכב זפת הפחם מורכב מאוד, הקשור לתכונותיה ולתכולת ההטרואטומים, והוא מושפע גם ממערכת תהליך הקוקינג ומתנאי העיבוד של זפת הפחם. ישנם מדדים רבים לאפיון תכונותיה של זפת הפחם, כגון נקודת ריכוך אספלט, טולואן בלתי מסיס (TI), כינולין בלתי מסיס (QI), ערך קוקינג ותכונות ריאולוגיות של זפת הפחם.

זפת פחם משמשת כחומר מקשר וכחומר הספגה בתעשיית הפחמן, ולתכונותיה יש השפעה רבה על תהליך הייצור ואיכות המוצר של מוצרי פחמן. אספלט מקשר משתמש בדרך כלל באספלט שעבר שינוי בטמפרטורה בינונית או בטמפרטורה בינונית עם נקודת ריכוך בינונית, ערך קוק גבוה ושרף בטא גבוה, וחומר ההספגה צריך להשתמש באספלט בטמפרטורה בינונית עם נקודת ריכוך נמוכה, QI נמוך וריולוגיה טובה.