Grafitizētā naftas koksa oksidācijas izturība ir viens no vissvarīgākajiem veiktspējas rādītājiem, kas tieši ietekmē tā stabilitāti un kalpošanas laiku augstā - temperatūras vidē.
Tālāk ir izskaidroti faktori, kas ietekmē pretestību oksidācijā un kā to uzlabot:
Galvenie faktori, kas ietekmē oksidācijas rezistenci:
1. Grafitizācijas pakāpe
Jo augstāka ir grafitizācijas pakāpe (jo regulārāks ir oglekļa atomu izvietojums un jo mazāks starpslāņa attālums), jo spēcīgāka ir oksidācijas pretestība. Tas notiek tāpēc, ka regulāra kristāla struktūra ir mazāk jutīga pret skābekļa uzbrukumu, savukārt nepilnīgi grafitizēts ogleklis (ieskaitot nesakārtotu oglekli) ir jutīgāks pret oksidāciju.
2. Pamatnes saturs
Metāla oksīdi (Fe, Ni, V, utt.): Darbojoties kā katalizatori oksidācijas reakcijām, tie samazina oglekļa oksidācijas aktivizācijas enerģiju un paātrina oksidāciju. Tāpēc grafitizētam naftas koksam ar zemu pelnu saturu (mazāk piemaisījumu) ir lielāka oksidācijas izturība.
Sēra saturs: sērs var veidoties tik augstā temperatūrā, netieši veicinot oglekļa oksidāciju. Tāpēc zema - sēra izstrādājumiem ir labāka pretestība oksidācijai.
3. Daļiņu lielums un īpašs virsmas laukums
Jo mazāks daļiņu izmērs un jo lielāks ir specifiskais virsmas laukums, jo lielāks ir kontakta laukums ar skābekli, padarot to jutīgāku pret oksidāciju. Tāpēc rupjam - graudainam grafitizētam naftas koksam ir spēcīgāka oksidācijas izturība nekā smalkajam pulverim.
4. porainība
Produkti ar vairāk iekšējām porām ļauj skābeklim vieglāk iekļūt, paātrinot oksidācijas reakcijas. Tāpēc grafitizētam naftas koksam ar blīvu struktūru ir labāka izturība pret oksidāciju.
Parastās metodes oksidācijas rezistences uzlabošanai:
1. Grafitizācijas pakāpes palielināšana
Augsta - temperatūras grafitizācija (virs 2800 grādu) samazina nesakārtotu oglekli un piemaisījumus, optimizē kristāla struktūru un uzlabo oksidācijas izturību.
2. Virsmas pārklājums
Antioksidanta pārklājuma (piemēram, sic vai al₂o₃) piemērošana grafitizētā naftas koksa virsmai rada fizisku barjeru, neļaujot skābeklim saskarties ar oglekli. Šo metodi plaši izmanto elektrolītiskos alumīnija anodos un ugunsizturīgos materiālos.
3.
Pievienojot nelielu daudzumu antioksidantu elementu (piemēram, bora un silīcija), ķīmiski veido stabilu oksīda plēvi uz materiāla virsmas, kavējot oksidāciju.
4. Daļiņu lieluma kontrole un blīvēšana
Izvēlieties atbilstošu daļiņu lielumu (izvairieties no pārmērīgi smalkām daļiņām) un samaziniet porainību, izmantojot tādus procesus kā veidošana un saķepināšana, lai samazinātu skābekļa caurlaidības kanālus.
Grafitizētā naftas koksa antioksidantu īpašības ir ļoti atkarīgas no tā grafitizācijas, piemaisījumu satura un fiziskās struktūras pakāpes (daļiņu lielums un porainība), kas tieši ietekmē tā piemērotību augstai - temperatūras lietojumprogrammām. Praktiskā lietojumā jāveic izejvielu izvēle, procesa optimizācija vai modifikācija, lai līdzsvarotu antioksidantu īpašības un izmaksas, ņemot vērā darbības temperatūru, vidi (aerobikas/anaerobas) un dzīves ilguma prasības, lai apmierinātu dažādu lietojumprogrammu vajadzības.
