Mikrostruktur von Nadelkohlenstoff verbessert Belastbarkeit von Graphitelektroden
Die „stromlinienförmige Mikrostruktur“ von Nadelkohlenstoff verbessert die Fähigkeit von Graphitelektroden, thermischer Belastung bei hoher Leistung standzuhalten. Dies ermöglicht höhere Strombelastbarkeiten in Lichtbogenöfen.
Handan Qifeng Carbon Co., Ltd. hat erläutert, wie die „stromlinienförmige Mikrostruktur“ von Nadelkohlenstoff entscheidend zur Verbesserung der Leistung und Belastbarkeit von Graphitelektroden unter Hochleistungsbedingungen beiträgt.
In Hochleistungs-Lichtbogenöfen tragen Elektroden immense Ströme, was zu starken Temperaturgradienten und intensiven thermischen Spannungen führt. Die anisotrope Wärmeausdehnung von Graphit kann dazu führen, dass diese Spannungen die Elektroden brechen. Die „stromlinienförmige Mikrostruktur“ im Nadelkohlenstoff, gekennzeichnet durch hochgradig orientierte Kohlenstoffschichten, wirkt dem direkt entgegen.
Diese Struktur reduziert den axialen Wärmeausdehnungskoeffizienten erheblich, was bedeutet, dass die Elektrode bei Temperaturschwankungen minimale Dimensionsänderungen erfährt und somit die thermische Spannung verringert wird. Darüber hinaus fungieren längliche Poren innerhalb dieser Struktur als Stoßdämpfer, die die Energie von Thermoschocks ableiten und Spannungskonzentrationen verhindern.
Diese mikrostrukturellen Vorteile spiegeln sich in verbesserten makroskopischen Eigenschaften wider. Hochleistungsfähige Elektroden weisen einen deutlich niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten und eine erhöhte Biegefestigkeit im Vergleich zu Standardelektroden auf. Fangda Carbons Elektroden für ultrahohe Leistung (UHP) können beispielsweise einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von unter 1,0×10−6/°C und eine Biegefestigkeit von über 15,7 MPa erreichen, wodurch sie höheren Stromdichten und stärkeren thermischen Belastungen standhalten können.