אילו פגמים בלתי הפיכים יתרחשו בתהליך הגרפיטיזציה שלאחר מכן עקב קלצינציה "תת-שריפה"?

קוק שרוף "לא שרוף מספיק", עקב שריפה לא מספקת של חומר הגלם, יוביל לפגמים מבניים פנימיים במהלך הגרפיטיזציה שלאחר מכן, אשר בתורם גורמים לפגמים בלתי הפיכים כגון סדקים, צפיפות לא אחידה, הצטמקות נפחית חריגה ופגיעה בביצועים במוצרים שעברו גרפיטיזציה. ניתוח מפורט הוא כדלקמן:

השפעה ישירה של סידן לא מספק של חומרי גלם

קלצינציה היא שלב מכריע לפני גרפיטיזציה, שמטרתו לאפשר לחומרים נדיפים בתוך חומרי הגלם (כגון קוק נפט וקוק מחטים) להיפלט באמצעות טיפול בטמפרטורה גבוהה, להפחית את תכולת הזיהומים וליצור מבנה נקבוביות מתאים. אם הקלצינציה אינה מספקת (כלומר, "שריפה לא מספקת"), כמות משמעותית של חומרים נדיפים וזיהומים שלא הגיבו תישאר בחומרי הגלם. שאריות אלו ימשיכו להתפרק או להגיב במהלך הגרפיטיזציה שלאחר מכן, ולגרום לדליפת גז או לשינויים כימיים בתוך המוצרים, ובכך להוביל לפגמים מבניים.

פגמים בלתי הפיכים שנוצרים במהלך גרפיטיזציה

פגמי סדקים:

• סיבת היווצרות: החומרים הנדיפים והזיהומים הנותרים בקוק קלוי שאינו שרוף מספיק מתפרקים או מגיבים במהירות תחת הטמפרטורות הגבוהות של הגרפיטיזציה, ויוצרים כמות גדולה של גז. גז זה מצטבר בתוך המוצר ומחפש נתיבי מילוט; אם לא ניתן לסלק אותו בזמן, הוא יוצר לחץ גבוה בתוך המוצר, מה שמוביל להיווצרות סדקים. בנוסף, מבנה הנקבוביות הלא אחיד של קוק קלוי שאינו שרוף מספיק יכול לגרום לפיזור מתח תרמי לא אחיד במהלך הגרפיטיזציה, מה שמחמיר עוד יותר את היווצרות הסדקים.
• פגיעה: סדקים מפחיתים את החוזק המכני והמוליכות החשמלית של המוצר ואף עלולים לגרום לו להישבר במהלך עיבוד או שימוש לאחר מכן.

צפיפות לא אחידה:

• סיבת היווצרות: מבנה הנקבוביות הלא אחיד של קוק שרוף שאינו שרוף מספיק מוביל לנדידת חומר וצפיפות לא עקבית במהלך הגרפיטיזציה. אזורים מסוימים עלולים לחוות צפיפות לא מספקת עקב נקבוביות מוגזמות, בעוד שאחרים עלולים לפתח ריכוזי מאמץ עקב צפיפות יתר.
• השפעה: צפיפות לא אחידה משפיעה על מדדי ביצועים מרכזיים של המוצר, כגון מוליכות חשמלית, מוליכות תרמית וחוזק מכני.

התכווצות נפח חריגה:

• סיבת היווצרות: קוק שרוף שאינו נשרף מספיק עלול לעבור התכווצות נפחית חריגה במהלך הגרפיטיזציה עקב פירוק של חומרים נדיפים שיוריים או תגובת זיהומים. התכווצות חריגה זו עלולה לגרום למימדים לא יציבים של המוצר ואף לעיוות.
• השפעה: הצטמקות נפחית חריגה משפיעה על דיוק המימדים וביצועי ההרכבה של המוצר, ומפחיתה את האיכות הכוללת שלו.

ירידה בביצועים:

• סיבת היווצרות: עקב נוכחות הפגמים הנ"ל, מוצרים שעברו גרפיטיזציה העשויים מקוק קול שרוף פחות או יותר עשויים להציג מוליכות חשמלית, מוליכות תרמית וחוזק מכני נמוכים יותר בהשוואה לאלו העשויים מקוק קול שרוף כראוי.
• השפעה: ירידה בביצועים מגבילה את היקף היישום ואת חיי השירות של המוצר, ומפחיתה את התחרותיות שלו בשוק.