Neulamaisen hiilimustan rakenne parantaa grafiittielektrodien kestävyyttä
Neulamaisen hiilimustan "virtausmainen mikrorakenne" parantaa merkittävästi grafiittielektrodien kykyä kestää korkeajännitteen aiheuttamaa lämpökuormitusta. Tämä parannus mahdollistaa korkeammat virran käyttörajat sähkökaariuuneissa.
Handan Qifeng Carbon Co., Ltd. on tuonut esiin, kuinka neulamaisen hiilimustan niin sanottu "virtausmainen mikrorakenne" on keskeinen tekijä grafiittielektrodien suorituskyvyn ja kestävyyden parantamisessa korkeajännitekäytössä.
Korkea- ja ultra-korkeajänniteuuneissa elektrodit altistuvat valtaville virroille, mikä aiheuttaa merkittäviä lämpötilaeroja ja voimakkaita lämpöjännityksiä. Koska grafiitin lämpölaajeneminen on anisotrooppista – se laajenee enemmän poikittaissuunnassa kuin kerrosten suuntaisesti – nämä jännitykset voivat johtaa elektrodien halkeiluun ja rikkoutumiseen.
Neulamaisen hiilimustan virtausmainen mikrorakenne, joka muodostuu korkeasti orientoituneista hiilikerroksista, vähentää merkittävästi aksiaalista lämpölaajenemista. Tämän ansiosta elektrodin mittamuutokset lämpötilan vaihdellessa ovat pienempiä, mikä vähentää syntyvää lämpöjännitystä. Lisäksi rakenteen pitkänomaiset huokoset toimivat iskunvaimentimina, jotka absorboivat ja hajauttavat lämpöiskujen aiheuttamaa energiaa.
Nämä mikrorakenteelliset edut heijastuvat suoraan elektrodien makroskooppisiin ominaisuuksiin. Korkean suorituskyvyn elektrodeissa on tyypillisesti huomattavasti pienempi lämpölaajenemiskerroin ja parannettu taivutuslujuus verrattuna tavallisiin elektrodeihin. Fangda Carbonin ultra-korkean suorituskyvyn (UHP) elektrodien lämpölaajenemiskerroin voi olla jopa alle 1.0×10−6/°C, ja niiden taivutuslujuus on yli 15.7 MPa. Tämä yhdistelmä mahdollistaa elektrodien kestää suurempia virrantiheyksiä ja ankarampia lämpöolosuhteita.