กระบวนการกราไฟต์และคาร์บอนไนเซชันคืออะไร และแตกต่างกันอย่างไร?

กระบวนการกราไฟต์คืออะไร?

กระบวนการกราไฟต์ (Grafitization) เป็นกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่เปลี่ยนคาร์บอนให้เป็นกราไฟต์ นี่คือการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคที่เกิดขึ้นในเหล็กกล้าคาร์บอนหรือเหล็กกล้าอัลลอยต่ำ เมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิ 425 ถึง 550 องศาเซลเซียสเป็นเวลานาน เช่น 1,000 ชั่วโมง นี่คือลักษณะการเปราะบางชนิดหนึ่ง ตัวอย่างเช่น โครงสร้างจุลภาคของเหล็กกล้าคาร์บอน-โมลิบเดนัมมักมีเพิร์ลไลต์ (ส่วนผสมของเฟอร์ไรต์และซีเมนต์ไทต์) เมื่อวัสดุเกิดกระบวนการกราไฟต์ เพิร์ลไลต์จะสลายตัวเป็นเฟอร์ไรต์และกราไฟต์ที่กระจายตัวอย่างไม่เป็นระเบียบ ส่งผลให้เหล็กเปราะบางและลดความแข็งแรงลงเล็กน้อยเมื่ออนุภาคกราไฟต์เหล่านี้กระจายตัวอย่างไม่เป็นระเบียบทั่วทั้งเนื้อเหล็ก อย่างไรก็ตาม เราสามารถป้องกันกระบวนการกราไฟต์ได้โดยการใช้วัสดุที่มีความต้านทานสูงกว่าและไวต่อกระบวนการกราไฟต์น้อยกว่า นอกจากนี้ เรายังสามารถปรับเปลี่ยนสภาพแวดล้อมได้ เช่น การเพิ่มค่า pH หรือลดปริมาณคลอไรด์ อีกวิธีหนึ่งในการป้องกันกระบวนการกราไฟต์คือการใช้สารเคลือบ เช่น การป้องกันการกัดกร่อนด้วยกระแสไฟฟ้าของเหล็กหล่อ

กระบวนการคาร์บอนไนเซชันคืออะไร?

กระบวนการคาร์บอนไนเซชันเป็นกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่เปลี่ยนสารอินทรีย์ให้เป็นคาร์บอน สารอินทรีย์ที่เราพิจารณาในที่นี้ได้แก่ ซากพืชและซากสัตว์ กระบวนการนี้เกิดขึ้นโดยการกลั่นแบบทำลายล้าง ซึ่งเป็นปฏิกิริยาไพโรไลซิสและถือเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนซึ่งสามารถสังเกตปฏิกิริยาเคมีพร้อมกันได้หลายอย่าง เช่น การกำจัดไฮโดรเจน การควบแน่น การถ่ายโอนไฮโดรเจน และการไอโซเมอไรเซชัน กระบวนการคาร์บอนไนเซชันแตกต่างจากกระบวนการคาร์บอนไนเซชันแบบอื่นตรงที่กระบวนการคาร์บอนไนเซชันเร็วกว่ามาก เนื่องจากมีปฏิกิริยาเร็วกว่าหลายเท่าตัว โดยทั่วไป ปริมาณความร้อนที่ใช้สามารถควบคุมระดับการคาร์บอนไนเซชันและปริมาณธาตุแปลกปลอมที่เหลืออยู่ได้ ตัวอย่างเช่น ปริมาณคาร์บอนในกากจะอยู่ที่ประมาณ 90% โดยน้ำหนักที่อุณหภูมิ 1200K และประมาณ 99% โดยน้ำหนักที่อุณหภูมิประมาณ 1600K โดยทั่วไป คาร์บอนไนเซชันเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน ซึ่งสามารถปล่อยทิ้งไว้ตามลำพังหรือใช้เป็นแหล่งพลังงานได้โดยไม่ก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์แม้แต่น้อย อย่างไรก็ตาม หากวัสดุชีวภาพสัมผัสกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน (เช่น ในการระเบิดนิวเคลียร์) วัสดุชีวภาพจะเปลี่ยนเป็นคาร์บอนอย่างรวดเร็วที่สุดและกลายเป็นคาร์บอนแข็ง

กระบวนการกราไฟต์คล้ายคลึงกับกระบวนการคาร์บอนไนเซชัน

ทั้งสองเป็นกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่สำคัญซึ่งเกี่ยวข้องกับคาร์บอนในฐานะสารตั้งต้นหรือผลิตภัณฑ์

กระบวนการกราไฟต์และกระบวนการคาร์บอนไนเซชันแตกต่างกันอย่างไร?

กระบวนการกราไฟต์และกระบวนการคาร์บอนไนเซชันเป็นกระบวนการทางอุตสาหกรรมสองอย่าง ความแตกต่างหลักระหว่างกระบวนการคาร์บอนไนเซชันและกราไฟต์คือ กระบวนการคาร์บอนไนเซชันเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนสารอินทรีย์ให้เป็นคาร์บอน ในขณะที่กระบวนการกราไฟต์เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนคาร์บอนให้เป็นกราไฟต์ ดังนั้น กระบวนการคาร์บอนไนเซชันจึงเป็นการเปลี่ยนแปลงทางเคมี ในขณะที่กระบวนการกราไฟต์เป็นการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาค