Η σκόνη γραφίτη που χρησιμοποιείται ως ηλεκτρόδια γραφίτη έχει πολλά πλεονεκτήματα. Ωστόσο, το πώς να αναδείξουμε τα πλεονεκτήματα αυτού του υλικού, να επιτύχουμε πραγματικά βελτίωση της αποδοτικότητας, μείωση του κόστους και ενίσχυση της ανταγωνιστικότητας της αγοράς, δεν είναι μόνο ζητήματα που πρέπει να λάβουν υπόψη οι παραγωγοί γραφίτη, αλλά και προβλήματα που οι χρήστες γραφίτη πρέπει να λάβουν σοβαρά υπόψη. Επομένως, κατά την εφαρμογή υλικών γραφίτη, ποια προβλήματα πρέπει να επιλυθούν πρώτα;
Αφαίρεση σκόνης: Λόγω της λεπτής σωματιδιακής δομής του γραφίτη, παράγεται μεγάλη ποσότητα σκόνης κατά τη μηχανική επεξεργασία, η οποία έχει σημαντικό αντίκτυπο στο περιβάλλον του εργοστασίου. Επιπλέον, η επίδραση της σκόνης στον εξοπλισμό αντικατοπτρίζεται κυρίως στην επίδρασή της στην τροφοδοσία του εξοπλισμού. Λόγω της εξαιρετικής ηλεκτρικής αγωγιμότητας του γραφίτη, μόλις εισέλθει στο κουτί τροφοδοσίας, είναι επιρρεπής σε βραχυκυκλώματα και άλλες βλάβες. Ως εκ τούτου, συνιστάται ο εξοπλισμός με ειδική μηχανή επεξεργασίας γραφίτη για την επεξεργασία. Ωστόσο, λόγω του υψηλού κόστους επένδυσης του ειδικού εξοπλισμού επεξεργασίας γραφίτη, πολλές επιχειρήσεις είναι μάλλον επιφυλακτικές ως προς αυτό. Υπό αυτές τις συνθήκες, μπορούν να υιοθετηθούν οι ακόλουθες λύσεις:
Εξωτερική ανάθεση ηλεκτροδίων γραφίτη: Με την ολοένα και πιο διαδεδομένη εφαρμογή του γραφίτη στη βιομηχανία καλουπιών, όλο και περισσότερες επιχειρήσεις κατασκευής καλουπιών με σύμβαση (OEM) έχουν επίσης εισαγάγει την επιχείρηση OEM ηλεκτροδίων γραφίτη.
Μετά την επεξεργασία με εμβάπτιση σε λάδι: Μετά την αγορά του γραφίτη, αυτός βυθίζεται πρώτα σε σπινθηρέλαιο για ένα χρονικό διάστημα (ο συγκεκριμένος χρόνος εξαρτάται από τον όγκο του γραφίτη) και στη συνέχεια τοποθετείται σε κέντρο κατεργασίας για επεξεργασία. Με αυτόν τον τρόπο, η σκόνη γραφίτη δεν θα πετάει τριγύρω αλλά θα πέφτει κάτω. Αυτό θα ελαχιστοποιήσει τις επιπτώσεις στον εξοπλισμό και στο περιβάλλον.
Τροποποίηση κέντρου κατεργασίας: Η λεγόμενη τροποποίηση περιλαμβάνει κυρίως την εγκατάσταση ηλεκτρικής σκούπας σε ένα συνηθισμένο κέντρο κατεργασίας.
Το διάκενο εκκένωσης κατά την επεξεργασία του γραφίτη εκκένωσης: Σε αντίθεση με τον χαλκό, λόγω του ταχύτερου ρυθμού εκκένωσης των ηλεκτροδίων γραφίτη, διαβρώνεται περισσότερη σκωρία επεξεργασίας ανά μονάδα χρόνου. Το πώς να αφαιρεθεί αποτελεσματικά η σκωρία γίνεται πρόβλημα. Επομένως, απαιτείται το διάκενο εκκένωσης να είναι μεγαλύτερο από αυτό του χαλκού. Γενικά, κατά τη ρύθμιση του διακένου εκκένωσης, το διάκενο εκκένωσης του γραφίτη είναι 10 έως 30% μεγαλύτερο από αυτό του χαλκού.
Σωστή κατανόηση των ελλείψεών του: Εκτός από τη σκόνη, ο γραφίτης έχει και ορισμένες ελλείψεις. Για παράδειγμα, κατά την επεξεργασία καλουπιών επιφάνειας καθρέφτη, σε σύγκριση με τα ηλεκτρόδια χαλκού, τα ηλεκτρόδια γραφίτη είναι λιγότερο πιθανό να επιτύχουν το επιθυμητό αποτέλεσμα. Για να επιτευχθεί καλύτερο επιφανειακό αποτέλεσμα, θα πρέπει να επιλέγεται το μικρότερο μέγεθος σωματιδίων γραφίτη και το κόστος αυτού του είδους γραφίτη είναι συχνά 4 έως 6 φορές υψηλότερο από αυτό του συνηθισμένου γραφίτη. Επιπλέον, η επαναχρησιμοποίηση του γραφίτη είναι σχετικά χαμηλή. Λόγω της διαδικασίας παραγωγής, μόνο ένα μικρό μέρος του γραφίτη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για αναπαραγωγή και αξιοποίηση. Ο γραφίτης που αποβάλλεται μετά την κατεργασία με ηλεκτρική εκκένωση δεν μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί προς το παρόν, θέτοντας έτσι ορισμένες προκλήσεις για την περιβαλλοντική διαχείριση των επιχειρήσεων. Από αυτή την άποψη, μπορούμε να παρέχουμε δωρεάν ανακύκλωση γραφίτη στους πελάτες, ώστε να αποφύγουμε προβλήματα στην περιβαλλοντική τους πιστοποίηση.
Θρυμματισμός κατά τη μηχανική επεξεργασία: Καθώς ο γραφίτης είναι πιο εύθραυστος από τον χαλκό, εάν ο γραφίτης υποβληθεί σε επεξεργασία με την ίδια μέθοδο όπως τα ηλεκτρόδια χαλκού, είναι εύκολο να προκληθεί θρυμματισμός των ηλεκτροδίων, ειδικά κατά την επεξεργασία ηλεκτροδίων με λεπτές νευρώσεις. Από αυτή την άποψη, μπορεί να παρασχεθεί δωρεάν τεχνική υποστήριξη στους κατασκευαστές καλουπιών. Αυτό επιτυγχάνεται κυρίως μέσω της επιλογής εργαλείων κοπής, του τρόπου διέλευσης του εργαλείου και της λογικής διαμόρφωσης των παραμέτρων επεξεργασίας. Δείγματα φυσικού γραφίτη σε νιφάδες σχηματίστηκαν με ψυχρή συμπίεση χωρίς συνδετικό υλικό χρησιμοποιώντας φυσικό γραφίτη σε νιφάδες. Μελετήθηκαν αντίστοιχα οι επιδράσεις των αλλαγών στην πίεση διαμόρφωσης και στον χρόνο συγκράτησης της πίεσης στην πυκνότητα, το πορώδες και την αντοχή σε κάμψη των δειγμάτων. Αναλύθηκε ποιοτικά η σχέση μεταξύ της μικροδομής και της αντοχής σε κάμψη των δειγμάτων φυσικού γραφίτη σε νιφάδες. Επιλέχθηκαν δύο συστήματα, βορικό οξύ - ουρία και τετρααιθυλοπυριτικό άλας - ακετόνη - υδροχλωρικό οξύ, για να μελετηθούν και να συζητηθούν οι αντιοξειδωτικές ιδιότητες και οι μηχανισμοί της φυσικής σκόνης γραφίτη και των δειγμάτων φυσικού ηλεκτροδίου γραφίτη πριν και μετά την αντιοξειδωτική επεξεργασία αντίστοιχα. Το κύριο περιεχόμενο και τα αποτελέσματα της έρευνας είναι τα εξής: Μελετήθηκε η απόδοση διαμόρφωσης του φυσικού γραφίτη σε νιφάδες και η επίδραση των συνθηκών διαμόρφωσης στη μικροδομή και τις ιδιότητες. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι όσο μεγαλύτερη είναι η πίεση σχηματισμού του δείγματος φυσικού γραφίτη σε νιφάδες, τόσο μεγαλύτερη είναι η πυκνότητα και η αντοχή σε κάμψη του δείγματος, ενώ τόσο μικρότερο είναι το πορώδες του δείγματος. Ο χρόνος πίεσης συγκράτησης έχει μικρή επίδραση στην πυκνότητα του δείγματος. Όταν είναι περισσότερο από 5 λεπτά, η διαμορφωσιμότητα του δείγματος είναι καλύτερη. Η αντοχή σε κάμψη παρουσιάζει εμφανή ανισοτροπία και οι μέσες αντοχές σε κάμψη σε διαφορετικές κατευθύνσεις είναι 5,95 MPa, 9,68 MPa και 12,70 MPa αντίστοιχα. Η ανισοτροπία της αντοχής σε κάμψη σχετίζεται στενά με τη μικροδομή του γραφίτη.
Μελετήθηκαν οι αντιοξειδωτικές ιδιότητες του συστήματος βορίου-αζώτου που παρασκευάστηκε με τη μέθοδο διαλύματος και τη μέθοδο sol και η φυσική σκόνη γραφίτη σε νιφάδες που επικαλύφθηκε με sol πυριτίας πριν και μετά. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι καθώς αυξάνεται ο αριθμός των εμποτισμών, η ποσότητα του sol πυριτίας και του συστήματος βορίου-αζώτου που επικαλύπτεται στην επιφάνεια της σκόνης γραφίτη αυξάνεται και η αντιοξειδωτική ιδιότητα βελτιώνεται. Η αρχική θερμοκρασία οξείδωσης του φυσικού γραφίτη σε νιφάδες είναι 883K και ο ρυθμός απώλειας βάρους οξείδωσης στους 923K είναι 407,6mg/g/h. Η σκόνη γραφίτη εμποτίστηκε εννέα φορές αντίστοιχα στο σύστημα βορικού οξέος - ουρίας και στο σύστημα πυριτικού αιθυλεστέρα - αιθανόλης - υδροχλωρικού οξέος. Μετά από θερμική επεξεργασία για 1 ώρα υπό ατμόσφαιρα 1273K και N2, ο ρυθμός απώλειας βάρους οξείδωσης του φυσικού γραφίτη σε νιφάδες στους 923K ήταν 47,9 mg/g/h και 206,1mg/g/h αντίστοιχα. Μετά από θερμική επεξεργασία για 1 ώρα σε ατμόσφαιρες N2 1973K και 1723K αντίστοιχα, οι ρυθμοί απώλειας βάρους οξείδωσης του φυσικού γραφίτη σε νιφάδες στους 923K ήταν 3,0mg/g/h και 42,0mg/g/h αντίστοιχα. Και τα δύο συστήματα μπορούν να μειώσουν τον ρυθμό απώλειας βάρους οξείδωσης του φυσικού γραφίτη σε νιφάδες, αλλά η αντιοξειδωτική δράση του συστήματος βορικού οξέος - ουρίας είναι καλύτερη από αυτή του συστήματος πυριτικού αιθυλεστέρα - αιθανόλης - υδροχλωρικού οξέος.
Τα ηλεκτρόδια γραφίτη χρησιμοποιούνται κυρίως σε μεγάλης κλίμακας βιομηχανίες όπως η χαλυβουργία σε ηλεκτρικούς κλιβάνους, η παραγωγή φωσφόρου σε κλιβάνους μεταλλεύματος, η ηλεκτρική τήξη άμμου μαγνησίας, η ηλεκτρική προετοιμασία τήξης πυρίμαχων υλικών, η ηλεκτρόλυση αλουμινίου και η βιομηχανική παραγωγή φωσφόρου, πυριτίου και καρβιδίου ασβεστίου. Τα ηλεκτρόδια γραφίτη χωρίζονται σε δύο τύπους: ηλεκτρόδια φυσικού γραφίτη και ηλεκτρόδια τεχνητού γραφίτη. Σε σύγκριση με τα ηλεκτρόδια τεχνητού γραφίτη, τα ηλεκτρόδια φυσικού γραφίτη δεν απαιτούν χημική διεργασία γραφίτη. Ως αποτέλεσμα, ο κύκλος παραγωγής των φυσικών ηλεκτροδίων γραφίτη μειώνεται σημαντικά, η κατανάλωση ενέργειας και η ρύπανση μειώνονται σημαντικά και το κόστος μειώνεται αισθητά. Έχουν προφανή πλεονεκτήματα τιμής και οικονομικά οφέλη, γεγονός που αποτελεί έναν από τους κύριους λόγους για την ανάπτυξη των φυσικών ηλεκτροδίων γραφίτη.
Επιπλέον, τα φυσικά ηλεκτρόδια γραφίτη είναι προϊόντα υψηλής προστιθέμενης αξίας βαθιάς επεξεργασίας φυσικού γραφίτη και έχουν σημαντική αξία ανάπτυξης και εφαρμογής. Ωστόσο, η απόδοση διαμόρφωσης, η αντοχή στην οξείδωση και οι μηχανικές ιδιότητες των φυσικών ηλεκτροδίων γραφίτη είναι προς το παρόν κατώτερες από εκείνες των τεχνητών ηλεκτροδίων γραφίτη, γεγονός που αποτελεί το κύριο εμπόδιο για την ανάπτυξή τους. Επομένως, η υπερνίκηση αυτών των εμποδίων είναι το κλειδί για την ανάπτυξη της εφαρμογής των φυσικών ηλεκτροδίων γραφίτη.
Μελετήθηκαν οι αντιοξειδωτικές ιδιότητες του συστήματος βορίου-αζώτου που παρασκευάστηκε με τη μέθοδο διαλύματος και τη μέθοδο sol, καθώς και τα φυσικά μπλοκ γραφίτη σε νιφάδες που επικαλύφθηκαν με sol πυριτίας πριν και μετά. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η αντιοξειδωτική ιδιότητα των φυσικών μπλοκ γραφίτη που επικαλύφθηκαν με sol πυριτίας επιδεινώνεται καθώς αυξάνεται ο αριθμός των εμποτισμών. Τα φυσικά μπλοκ γραφίτη που επικαλύφθηκαν με σύστημα βορίου-αζώτου έχουν καλύτερες αντιοξειδωτικές ιδιότητες καθώς αυξάνεται ο αριθμός των εμποτισμών. Οι ρυθμοί απώλειας βάρους οξείδωσης των φυσικών μπλοκ γραφίτη στους 923K και 1273K ήταν 122,432mg/g/h και 191,214mg/g/h, αντίστοιχα. Τα φυσικά μπλοκ γραφίτη εμποτίστηκαν εννέα φορές αντίστοιχα στο σύστημα βορικού οξέος - ουρίας και στο σύστημα πυριτικού αιθυλεστέρα - αιθανόλης - υδροχλωρικού οξέος. Μετά από θερμική επεξεργασία για 1 ώρα σε ατμόσφαιρα 1273K και N2, οι ρυθμοί απώλειας βάρους οξείδωσης στους 923K ήταν 20,477mg/g/h και 28,753mg/g/h, αντίστοιχα. Στους 1273K, ήταν 37,064mg/g/h και 54,398mg/g/h αντίστοιχα. Μετά από επεξεργασία στους 1973K και 1723K αντίστοιχα, οι ρυθμοί απώλειας βάρους οξείδωσης των φυσικών μπλοκ γραφίτη στους 923K ήταν 8,182 mg/g/h και 31,347mg/g/h αντίστοιχα. Στους 1273K, ήταν 126,729mg/g/h και 169,978mg/g/h αντίστοιχα. Και τα δύο συστήματα μπορούν να μειώσουν σημαντικά τον ρυθμό απώλειας βάρους οξείδωσης των φυσικών μπλοκ γραφίτη. Ομοίως, η αντιοξειδωτική δράση του συστήματος βορικού οξέος - ουρίας είναι ανώτερη από αυτή του συστήματος πυριτικού αιθυλεστέρα - αιθανόλης - υδροχλωρικού οξέος.
Ώρα δημοσίευσης: 12 Ιουνίου 2025