Nålsvart kolfiberstruktur förbättrar grafitstavars tålighet
Den nålsvarta kolfiberns "strömlinjeformade mikrostruktur" förbättrar avsevärt grafitstavars förmåga att motstå värmestress från hög effekt. Denna förbättring möjliggör högre strömtoleranser i ljusbågugnar.
Handan Qifeng Carbon Co., Ltd. har belyst hur den så kallade "strömlinjeformade mikrostrukturen" hos nålsvart kolfiber är en avgörande faktor för att förbättra grafitstavars prestanda och hållbarhet vid hög effekt.
I hög- och ultrahögeffektsljusbågugnar utsätts elektroderna för enorma strömmar, vilket skapar allvarliga radiella temperaturgradienter och kraftiga termiska spänningar. Eftersom grafitens termiska expansion är anisotrop (utvidgar sig mer vinkelrätt mot kolplattorna än parallellt med dem), kan dessa spänningar leda till att elektroderna spricker och flagar sönder.
Den strömlinjeformade mikrostrukturen hos nålsvart kolfiber, som består av högt orienterade kolplattor, minskar signifikant den axiella termiska expansionen. Detta innebär att elektrodens dimensionella förändringar vid temperaturvariationer är mindre, vilket reducerar den genererade termiska spänningen. Dessutom fungerar de avlånga porerna i strukturen som stötdämpare som absorberar och sprider energin från termiska stötar.
Dessa mikrostrukturella fördelar återspeglas direkt i elektrodens makroskopiska egenskaper. Högpresterande elektroder har typiskt en betydligt lägre termisk expansionskoefficient och förbättrad böjhållfasthet jämfört med vanliga elektroder. Fangda Carbons ultrahögeffektselektroder (UHP) kan ha en termisk expansionskoefficient så låg som under 1.0×10−6/°C, med ett krav på böjhållfasthet över 15.7 MPa. Denna kombination möjliggör att elektroderna kan motstå högre strömtätheter och tuffare termiska förhållanden.