Than chì tổng hợp là một vật liệu đa tinh thể, tương tự như tinh thể học. Có nhiều loại than chì nhân tạo và các quy trình sản xuất khác nhau.
Nhìn chung, tất cả các vật liệu than chì thu được sau quá trình cacbon hóa chất hữu cơ và graphit hóa ở nhiệt độ cao có thể được gọi chung là than chì nhân tạo, chẳng hạn như sợi cacbon (than chì), cacbon nhiệt phân (than chì), than chì dạng xốp, v.v.
Theo nghĩa hẹp, than chì nhân tạo thường đề cập đến các vật liệu rắn dạng khối, chẳng hạn như điện cực than chì, than chì đẳng tĩnh, được sản xuất bằng cách trộn, tạo hình, cacbon hóa (được gọi là nung trong công nghiệp) và graphit hóa, với nguyên liệu than có hàm lượng tạp chất thấp (than cốc dầu mỏ, than cốc nhựa đường, v.v.) làm cốt liệu, và nhựa than làm chất kết dính.
Than chì nhân tạo có nhiều dạng, bao gồm dạng bột, dạng sợi và dạng khối, trong đó dạng khối thường được hiểu theo nghĩa hẹp, cần phải được gia công thành hình dạng nhất định khi sử dụng. Nó có thể được coi là một loại vật liệu đa pha, bao gồm pha than chì được hình thành từ các hạt cacbon như than cốc dầu mỏ hoặc than cốc nhựa đường, pha than chì được hình thành từ chất kết dính than đá bao phủ xung quanh các hạt, sự tích tụ hạt hoặc các lỗ rỗng được hình thành bởi chất kết dính than đá sau khi xử lý nhiệt, v.v. Nói chung, nhiệt độ xử lý nhiệt càng cao thì độ graphit hóa càng cao. Trong sản xuất công nghiệp, độ graphit hóa của than chì nhân tạo thường dưới 90%.
So với than chì tự nhiên, than chì nhân tạo có khả năng truyền nhiệt và dẫn điện, độ bôi trơn và độ dẻo kém hơn, nhưng lại có khả năng chống mài mòn, chống ăn mòn và độ thấm thấp hơn than chì tự nhiên.
Nguyên liệu thô để sản xuất than chì nhân tạo chủ yếu bao gồm than cốc dầu mỏ, than cốc kim, than cốc nhựa đường, hắc ín than, vi cầu cacbon, v.v. Các sản phẩm hạ nguồn chủ yếu bao gồm điện cực than chì, anot nung sơ bộ, than chì đẳng tĩnh, than chì độ tinh khiết cao, than chì hạt nhân, bộ trao đổi nhiệt, v.v.
Ứng dụng sản phẩm của than chì nhân tạo chủ yếu được thể hiện ở các khía cạnh sau:
1. Điện cực than chì: Sử dụng than cốc dầu mỏ và than cốc kim làm nguyên liệu, cùng với nhựa than đá làm chất kết dính, điện cực than chì được sản xuất bằng các công đoạn nung, phối trộn, ép, rang, tạo than chì và gia công. Nó được sử dụng rộng rãi trong sản xuất thép lò điện, silic công nghiệp, phốt pho vàng và các thiết bị khác bằng cách giải phóng năng lượng điện dưới dạng hồ quang để nung nóng và làm tan chảy nguyên liệu.
2. Anode nung sơ bộ: được làm từ than cốc dầu mỏ làm nguyên liệu và nhựa than đá làm chất kết dính thông qua các công đoạn nung, phối trộn, ép, rang, tẩm, graphit hóa và gia công, thường được sử dụng làm anode dẫn điện của thiết bị điện phân nhôm.
3. Vòng bi, vòng đệm: dùng trong thiết bị vận chuyển môi chất ăn mòn, người ta thường sử dụng than chì nhân tạo để làm vòng piston, vòng đệm và vòng bi, hoạt động mà không cần thêm dầu bôi trơn.
4. Bộ trao đổi nhiệt, bộ lọc: Than chì nhân tạo có đặc tính chống ăn mòn, dẫn nhiệt tốt và độ thấm thấp. Nó được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp hóa chất để chế tạo bộ trao đổi nhiệt, bể phản ứng, bộ hấp thụ, bộ lọc và các thiết bị khác.
5. Than chì đặc biệt: được sản xuất từ than cốc dầu mỏ chất lượng cao làm nguyên liệu thô, nhựa than đá hoặc nhựa tổng hợp làm chất kết dính, thông qua các công đoạn chuẩn bị nguyên liệu, phối trộn, nhào nặn, ép, nghiền, trộn, tạo hình, nung nhiều lần, thẩm thấu nhiều lần, tinh chế và graphit hóa, gia công và chế tạo, thường bao gồm than chì đẳng tĩnh, than chì hạt nhân, than chì độ tinh khiết cao, được sử dụng trong các ngành hàng không vũ trụ, điện tử và công nghiệp hạt nhân.
Thời gian đăng bài: 23/11/2022