Mis on grafitiseerimine ja karboniseerimine ning mis neil vahet on?

Mis on grafitiseerimine?

Grafitiseerimine on tööstuslik protsess, mille käigus süsinik muundatakse grafiidiks. See on mikrostruktuuri muutus, mis toimub süsinik- või vähelegeeritud terastes, mida hoitakse pikka aega, näiteks 1000 tundi temperatuuril 425–550 kraadi Celsiuse järgi. See on omamoodi haprus. Näiteks süsinik-molübdeenteraste mikrostruktuur sisaldab sageli perliiti (ferriidi ja tsementiidi segu). Kui materjal grafitiseeritakse, laguneb see perliidiks ferriidiks ja juhuslikult hajutatud grafiidiks. Selle tulemuseks on terase murenemine ja tugevuse mõõdukas vähenemine, kui need grafiidiosakesed on maatriksis juhuslikult jaotunud. Küll aga saame grafitiseerumist ära hoida, kasutades suurema takistusega materjale, mis on grafitiseerumise suhtes vähem tundlikud. Lisaks saame muuta keskkonda näiteks pH tõstmise või kloriidisisalduse vähendamisega. Teine viis grafitiseerumise vältimiseks on katte kasutamine. Malmi katoodkaitse.

Mis on karboniseerimine?

Karboniseerimine on tööstuslik protsess, mille käigus orgaaniline aine muudetakse süsinikuks. Orgaanilised ained, mida me siin kaalume, hõlmavad taime- ja loomakorjuseid. See protsess toimub hävitava destilleerimise teel. See on pürolüütiline reaktsioon ja seda peetakse keerukaks protsessiks, mille käigus võib täheldada palju samaaegseid keemilisi reaktsioone. Näiteks dehüdrogeenimine, kondensatsioon, vesiniku ülekanne ja isomerisatsioon. Karboniseerimisprotsess erineb karboniseerimisprotsessist, kuna karboniseerimine on kiirem protsess, kuna see reageerib mitu suurusjärku kiiremini. Üldiselt saab rakendatud soojushulgaga reguleerida karboniseerumisastet ja järelejäänud võõrelementide hulka. Näiteks jäägi süsinikusisaldus on 1200 K juures umbes 90 massiprotsenti ja umbes 1600 K juures umbes 99 massiprotsenti. Üldjuhul on karboniseerimine eksotermiline reaktsioon, mille võib omaette jätta või kasutada energiaallikana ilma süsinikdioksiidi jälgi moodustamata. Kui aga biomaterjal puutub kokku äkiliste kuumuse muutustega (näiteks tuumaplahvatuse korral), karboniseerub biomaterjal võimalikult kiiresti ja muutub tahkeks süsinikuks.

Grafitiseerimine on sarnane karboniseerimisega

Mõlemad on olulised tööstuslikud protsessid, mis hõlmavad süsinikku reagendi või tootena.

Mis vahe on grafitiseerimisel ja karboniseerimisel?

Grafitiseerimine ja karboniseerimine on kaks tööstuslikku protsessi. Peamine erinevus karboniseerimise ja grafitiseerimise vahel seisneb selles, et karboniseerimine hõlmab orgaanilise aine muundamist süsinikuks, grafitiseerimisel aga süsiniku muundamist grafiidiks. Seega on karboniseerimine keemiline muutus, grafitiseerimine aga mikrostruktuuri muutus.