Grafito elektrodo gisa erabiltzen den grafito hautsak abantaila asko ditu. Hala ere, nola atera material honen abantailak, nola lortu eraginkortasunaren hobekuntza, kostuen murrizketa eta merkatuaren lehiakortasunaren hobekuntza? Hauek ez dira grafito ekoizleek kontuan hartu beharreko gaiak bakarrik, baita grafito erabiltzaileek serio hartu behar dituzten arazoak ere. Beraz, grafito materialak aplikatzerakoan, zein arazo konpondu behar dira lehenik?
Hautsaren kentzea: Grafitoaren partikula finen egitura dela eta, hauts kopuru handia sortzen da prozesamendu mekanikoan zehar, eta horrek eragin handia du fabrikako ingurunean. Gainera, hautsak ekipamenduan duen eragina batez ere ekipamenduaren energia-horniduran duen eraginean islatzen da. Grafitoaren eroankortasun elektriko bikaina dela eta, behin energia-kutxara sartzen denean, zirkuitulaburrak eta bestelako akatsak sor ditzake. Hori dela eta, grafitoa prozesatzeko makina berezi batekin hornitzea gomendatzen da prozesatzeko. Hala ere, grafitoa prozesatzeko ekipamendu berezien inbertsio-kostu handia dela eta, enpresa asko nahiko zuhurrak dira alderdi honetan. Egoera horietan, hainbat irtenbide hauek har daitezke:
Grafito elektrodoen azpikontratazioa: Grafitoa moldeen industrian gero eta gehiago erabiltzen denez, gero eta moldeen kontratu bidezko fabrikazio-enpresa gehiagok (OEM) grafito elektrodoen OEM negozioa ere sartu dute.
Olioan murgiltze-prozesamenduaren ondoren: Grafitoa erosi ondoren, lehenik txinparta-olioan murgiltzen da denbora batez (denbora zehatza grafitoaren bolumenaren araberakoa da), eta ondoren mekanizazio-zentro batean sartzen da prozesatzeko. Horrela, grafito-hautsa ez da hegan egingo, baizik eta eroriko da. Horrek ekipamenduan eta ingurumenean duen eragina minimizatuko du.
Mekanizazio-zentro bat aldatzea: Aldaketa deritzonak batez ere xurgagailu bat mekanizazio-zentro arrunt batean instalatzea dakar.
Grafitoaren prozesamenduan deskarga-tartea: Kobrea ez bezala, grafito elektrodoen deskarga-tasa azkarragoa dela eta, prozesatzeko zepa gehiago korroditzen da denbora-unitateko. Zepa nola kendu arazo bihurtzen da. Hori dela eta, deskarga-tartea kobrearena baino handiagoa izan behar da. Oro har, deskarga-tartea ezartzerakoan, grafitoaren deskarga-tartea kobrearena baino % 10 eta % 30 artean handiagoa da.
Bere gabeziak zuzen ulertzea: Hautsaz gain, grafitoak ere baditu gabezia batzuk. Adibidez, ispilu-gainazaleko moldeak prozesatzean, kobrezko elektrodoekin alderatuta, grafitozko elektrodoek nahi den efektua lortzeko aukera gutxiago dute. Gainazaleko efektu hobea lortzeko, grafitoaren partikula-tamaina finena aukeratu behar da, eta grafito mota honen kostua grafito arruntarena baino 4-6 aldiz handiagoa da askotan. Gainera, grafitoaren berrerabilgarritasuna nahiko baxua da. Ekoizpen-prozesua dela eta, grafitoaren zati txiki bat baino ezin da erabili erreproduzitzeko eta erabiltzeko. Deskarga elektrikoaren bidezko mekanizazioaren ondoren hondakin-grafitoa ezin da berrerabili oraingoz, eta horrek erronka batzuk dakartza enpresen ingurumen-kudeaketan. Zentzu honetan, hondakin-grafitoaren birziklapena doan eskain diezaiekegu bezeroei, ingurumen-ziurtagiriarekin arazoak sor ez ditzaten.
Txirbilketa mekanikoa prozesatzean: Grafitoa kobrea baino hauskorragoa denez, grafitoa kobrezko elektrodoen metodo bera erabiliz prozesatzen bada, erraza da elektrodoen txirbilketa eragitea, batez ere saihets meheko elektrodoak prozesatzean. Zentzu honetan, doako laguntza teknikoa eman diezaiekete moldeen fabrikatzaileei. Batez ere ebaketa-erremintak aukeratuz, erremintak igarotzeko modua erabiliz eta prozesatzeko parametroen konfigurazio arrazoizkoa erabiliz lortzen da. Grafito maluta naturalen laginak aglutinatzailerik gabeko prentsa hotzean eratu ziren, maluta naturaleko grafitoa erabiliz. Formazio-presioaren eta euste-presioaren denboraren aldaketen eraginak laginen dentsitatean, porositatean eta flexio-erresistentzian aztertu ziren, hurrenez hurren. Grafito maluta naturalen laginen mikroegituraren eta flexio-erresistentziaren arteko erlazioa kualitatiboki aztertu zen. Bi sistema, azido borikoa - urea eta tetraetil silikatoa - azetona - azido klorhidrikoa, hautatu ziren grafito naturalaren hautsaren eta grafito naturalaren elektrodoen laginen propietate eta mekanismo antioxidatzaileak aztertzeko eta eztabaidatzeko, tratamendu antioxidatzailearen aurretik eta ondoren, hurrenez hurren. Ikerketaren eduki eta emaitza nagusiak hauek dira: Grafito maluta naturalaren formazio-errendimendua eta formazio-baldintzen eragina mikroegituran eta propietateetan aztertu ziren. Emaitzek erakusten dute grafito maluta naturalen laginaren formazio-presioa zenbat eta handiagoa izan, orduan eta handiagoa dela laginaren dentsitatea eta flexio-erresistentzia, eta laginaren porositatea, berriz, txikiagoa. Mantentze-presioaren denborak eragin txikia du laginaren dentsitatean. 5 minutu baino gehiago irauten duenean, laginaren formagarritasuna hobea da. Flexio-erresistentziak anisotropia nabarmena erakusten du, eta norabide ezberdinetako batez besteko flexio-erresistentziak 5,95 MPa, 9,68 MPa eta 12,70 MPa dira, hurrenez hurren. Flexio-erresistentziaren anisotropia estuki lotuta dago grafitoaren mikroegiturarekin.
Disoluzio-metodoaren eta sol-metodoaren bidez prestatutako boro-nitrogeno sistemaren propietate antioxidatzaileak eta silize-solarekin estalitako grafito maluta natural hautsa aztertu ziren aurretik eta ondoren. Emaitzek erakusten dute inpregnazio kopurua handitzen den heinean, grafito hautsaren gainazalean estalitako silize-sol eta boro-nitrogeno sistemaren kantitatea handitzen dela, eta propietate antioxidatzailea hobetzen dela. Grafito maluta naturalaren hasierako oxidazio-tenperatura 883K da, eta 923K-tan oxidazio-pisuaren galera-tasa 407,6 mg/g/h da. Grafito hautsa bederatzi aldiz inpregnatu zen, hurrenez hurren, azido boriko-urea sisteman eta etil silikato-etanol-azido klorhidriko sisteman. 1273K eta N2-ko atmosferan ordubetez tratamendu termikoa egin ondoren, grafito maluta naturalaren oxidazio-pisuaren galera-tasa 47,9 mg/g/h eta 206,1 mg/g/h izan zen, hurrenez hurren. 1973K eta 1723K-ko N2 atmosferatan ordubetez tratamendu termikoa jaso ondoren, hurrenez hurren, grafito maluta naturalaren oxidazio-pisu galera-tasak 923K-tan 3,0 mg/g/h eta 42,0 mg/g/h izan ziren, hurrenez hurren; Bi sistemek grafito maluta naturalaren oxidazio-pisu galera-tasa murriztu dezakete, baina azido boriko-urea sistemaren efektu antioxidatzailea etil silikato-etanol-azido klorhidriko sistemarena baino hobea da.
Grafito elektrodoak batez ere industria handietan erabiltzen dira, hala nola labe elektrikoetan altzairua ekoiztean, mea-labeetan fosforoa ekoiztean, magnesia harea elektrikoki urtzean, material errefraktarioen urtze elektrikoa prestatzean, aluminioaren elektrolisian eta fosforo, silizio eta kaltzio karburoaren industria-ekoizpenean. Grafito elektrodoak bi motatan banatzen dira: grafito naturaleko elektrodoak eta grafito artifizialeko elektrodoak. Grafito artifizialeko elektrodoekin alderatuta, grafito naturaleko elektrodoek ez dute grafito-prozesu kimikorik behar. Ondorioz, grafito naturaleko elektrodoen ekoizpen-zikloa nabarmen murrizten da, energia-kontsumoa eta kutsadura asko murrizten dira, eta kostuak nabarmen jaisten dira. Prezio-abantaila eta onura ekonomiko nabariak dituzte, eta hori da grafito naturaleko elektrodoak garatzeko arrazoi nagusietako bat.
Gainera, grafito naturaleko elektrodoak balio erantsi handiko grafito naturalaren prozesaketa sakoneko produktuak dira eta garapen eta aplikazio balio handia dute. Hala ere, grafito naturaleko elektrodoen eraketa-errendimendua, oxidazio-erresistentzia eta propietate mekanikoak grafito artifizialeko elektrodoenak baino okerragoak dira gaur egun, eta hori da haien garapenerako oztopo nagusia. Beraz, oztopo horiek gainditzea da grafito naturaleko elektrodoen aplikazioa garatzeko gakoa.
Disoluzio-metodoaren eta sol-metodoaren bidez prestatutako boro-nitrogeno sistemaren propietate antioxidatzaileak eta silize-solarekin estalitako grafito-maluta naturalen blokeak aztertu ziren aurretik eta ondoren. Emaitzek erakusten dute silize-solarekin estalitako grafito naturalen blokeen propietate antioxidatzailea okertzen dela inpregnazio kopurua handitzen den heinean. Boro-nitrogeno sistemaz estalitako grafito naturalen blokeek propietate antioxidatzaile hobeak dituzte inpregnazio kopurua handitzen den heinean. Grafito naturalen blokeen oxidazio-pisuaren galera-tasak 923K eta 1273K-tan 122,432 mg/g/h eta 191,214 mg/g/h izan ziren, hurrenez hurren. Grafito naturalen blokeak bederatzi aldiz inpregnatu ziren, hurrenez hurren, azido boriko-urea sisteman eta etil silikato-etanol-azido klorhidriko sisteman. 1273K eta N2-ko atmosferan ordubetez tratamendu termikoa egin ondoren, 923K-tan oxidazio-pisuaren galera-tasak 20,477 mg/g/h eta 28,753 mg/g/h izan ziren, hurrenez hurren. 1273K-tan, 37,064 mg/g/h eta 54,398 mg/g/h ziren, hurrenez hurren; 1973K eta 1723K-tan tratatu ondoren, hurrenez hurren, grafito-bloke naturalen oxidazio-pisu-galera-tasak 923K-tan 8,182 mg/g/h eta 31,347 mg/g/h ziren, hurrenez hurren; 1273K-tan, 126,729 mg/g/h eta 169,978 mg/g/h ziren, hurrenez hurren; Bi sistemek grafito-bloke naturalen oxidazio-pisu-galera-tasa nabarmen murriztu dezakete. Era berean, azido boriko-urea sistemaren efektu antioxidatzailea etil silikato-etanol-azido klorhidriko sistemarena baino hobea da.
Argitaratze data: 2025eko ekainak 12