ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างถ่านโค้กปิโตรเลียมกราไฟต์และถ่านโค้กปิโตรเลียมธรรมดา

1. โครงสร้างการจัดเรียงอะตอม: การเปลี่ยนแปลงเชิงคุณภาพจากความไม่เป็นระเบียบไปสู่ความเป็นระเบียบ

• ถ่านโค้กปิโตรเลียมธรรมดา: อะตอมของคาร์บอนเรียงตัวกันอย่างไม่เป็นระเบียบหรือเป็นระเบียบในระยะสั้น คล้ายกับโครงสร้างของคาร์บอนอสัณฐาน มีข้อบกพร่องในโครงผลึกจำนวนมาก ซึ่งจำกัดการนำไฟฟ้า การนำความร้อน และความเสถียรทางเคมี
• ถ่านโค้กปิโตรเลียมกราไฟต์: หลังจากผ่านกระบวนการกราไฟต์ที่อุณหภูมิสูงประมาณ 3000°C อะตอมของคาร์บอนจะเรียงตัวใหม่เป็นโครงสร้างกราไฟต์แบบชั้นหกเหลี่ยม โครงสร้างนี้มีคุณสมบัติเด่นคือ ความแข็งแรงของแลตติซสูง แรงยึดเหนี่ยวระหว่างชั้นต่ำ และความต้านทานต่อการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนต่ำ การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างนี้ทำให้ถ่านโค้กมีคุณสมบัติทั่วไปของกราไฟต์ เช่น การนำไฟฟ้าสูง การนำความร้อนสูง และความเสถียรทางเคมีที่ดีเยี่ยม

2. ความแตกต่างด้านประสิทธิภาพ: โครงสร้างกำหนดหน้าที่การทำงาน

การนำไฟฟ้าและการนำความร้อน

• ถ่านโค้กปิโตรเลียมกราไฟต์: ความต้านทานไฟฟ้าต่ำกว่าถ่านโค้กปิโตรเลียมทั่วไปอย่างมาก (อาจต่ำกว่า 0.001 โอห์ม-เมตร) และการนำความร้อนสูงกว่าหลายเท่า เหมาะสำหรับงานที่ต้องการคุณสมบัติการนำไฟฟ้าและความร้อนที่เข้มงวด (เช่น วัสดุขั้วบวกสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ขั้วไฟฟ้ากราไฟต์กำลังสูง)
• ถ่านโค้กปิโตรเลียมธรรมดา: เนื่องจากมีข้อบกพร่องทางโครงสร้าง จึงมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำ และส่วนใหญ่ใช้ในด้านที่ต้องการประสิทธิภาพต่ำ (เช่น เชื้อเพลิง วัสดุคาร์บอนทั่วไป)

ความเสถียรทางเคมี

• ถ่านโค้กปิโตรเลียมกราไฟต์: โครงสร้างแบบชั้นช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนทางเคมีจากกรด ด่าง ฯลฯ ไม่เกิดการออกซิเดชันและการเสื่อมสภาพที่อุณหภูมิสูง ส่งผลให้มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น
• ถ่านโค้กปิโตรเลียมธรรมดา: มีแนวโน้มที่จะเกิดความเสียหายทางโครงสร้างในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงหรือกัดกร่อน ส่งผลให้ประสิทธิภาพลดลงอย่างรวดเร็ว

ปริมาณสารปนเปื้อน

• ถ่านโค้กปิโตรเลียมกราไฟต์: กระบวนการกราไฟต์สามารถลดปริมาณสิ่งเจือปน เช่น กำมะถันและไนโตรเจน (ปริมาณกำมะถันสามารถลดลงได้ต่ำกว่า 0.1%) ซึ่งช่วยลดมลภาวะและผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์ในระหว่างกระบวนการถลุงโลหะ (เช่น รูพรุนและรอยแตกในชิ้นงานหล่อ)
• ถ่านโค้กปิโตรเลียมธรรมดา: มีปริมาณสิ่งเจือปนค่อนข้างสูงและต้องผ่านกระบวนการปรับสภาพเบื้องต้น (เช่น การเผา) เพื่อให้ตรงตามความต้องการของการใช้งานในอุตสาหกรรมบางประเภท

3. ขอบเขตการใช้งาน: ความแตกต่างด้านประสิทธิภาพเป็นแรงผลักดันให้เกิดความแตกต่างของความต้องการ

ถ่านโค้กปิโตรเลียมกราไฟต์

• โลหะวิทยาขั้นสูง: ในฐานะสารเพิ่มคาร์บอน มันสามารถเพิ่มปริมาณคาร์บอนในเหล็กหลอมเหลวได้อย่างมีประสิทธิภาพ และปรับปรุงคุณสมบัติของเหล็กกล้า (เช่น ความแข็งแรง ความเหนียว) ในขณะเดียวกันก็ลดการปนเปื้อนของธาตุที่เป็นอันตราย เช่น กำมะถันและไนโตรเจน
• วัสดุพลังงานใหม่: เป็นวัตถุดิบหลักสำหรับวัสดุขั้วบวกของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน การนำไฟฟ้าสูงและโครงสร้างแบบชั้นช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการชาร์จและการคายประจุ รวมถึงอายุการใช้งานของแบตเตอรี่
• ผลิตภัณฑ์คาร์บอนพิเศษ: ใช้ในการผลิตบล็อกแคโทดขนาดใหญ่ อิเล็กโทรดกราไฟต์ ฯลฯ โดยอาศัยความบริสุทธิ์สูง ความเป็นผลึกสูง และความทนทานต่ออุณหภูมิสูง

ถ่านโค้กปิโตรเลียมธรรมดา

• แหล่งเชื้อเพลิง: ถ่านโค้กที่มีกำมะสูงมักใช้ในโรงงานผลิตปูนซีเมนต์ โรงงานผลิตแก้ว โรงไฟฟ้า ฯลฯ เนื่องจากเป็นเชื้อเพลิงราคาถูก
• วัสดุคาร์บอนพื้นฐาน: โค้กกำมะถันต่ำ หลังจากผ่านกระบวนการเผาแล้ว สามารถนำไปใช้ในการผลิตขั้วบวกสำหรับกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสอะลูมิเนียม ขั้วไฟฟ้ากราไฟต์ทั่วไป ฯลฯ ได้ แต่ประสิทธิภาพจะด้อยกว่าผลิตภัณฑ์กราไฟต์

4. กระบวนการผลิต: ความสมดุลระหว่างอุณหภูมิและต้นทุน

• ถ่านโค้กปิโตรเลียมธรรมดา: ผลิตผ่านกระบวนการโค้กกิ้งแบบหน่วงเวลาหรือโค้กกิ้งแบบของเหลว ซึ่งมีต้นทุนค่อนข้างต่ำ อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องผ่านกระบวนการเผาเพิ่มเติม (ที่อุณหภูมิประมาณ 1300°C) เพื่อกำจัดส่วนประกอบระเหยและความชื้น ซึ่งจะทำให้ปริมาณคาร์บอนคงที่เพิ่มขึ้น
• ถ่านโค้กปิโตรเลียมกราไฟต์: การผลิตโดยใช้ถ่านโค้กปิโตรเลียมธรรมดาเป็นวัตถุดิบ จำเป็นต้องผ่านกระบวนการกราไฟต์เพิ่มเติมที่อุณหภูมิสูงประมาณ 3000°C ซึ่งทำให้สิ้นเปลืองพลังงานและมีต้นทุนอุปกรณ์สูงขึ้นอย่างมาก แต่ผลิตภัณฑ์ที่ได้จะมีมูลค่าเพิ่มสูงกว่า

สรุป: ความแตกต่างที่สำคัญและหลักการคัดเลือก