அலுமினிய மின்பகுப்புத் துறையில், எதிர்மின்வாய்க் கட்டிகள் மற்றும் நேர்மின்வாய்ப் பசைகளைத் தயாரிக்க கிராஃபைட் கலந்த பெட்ரோலியக் கோக் எவ்வாறு பயன்படுத்தப்படுகிறது? சுட்ட பெட்ரோலியக் கோக்கைக் காட்டிலும் இதில் உள்ள நன்மைகள் யாவை?

அலுமினிய மின்பகுப்புத் துறையில் கிராஃபைட் செய்யப்பட்ட பெட்ரோலியம் கோக்கின் பயன்பாடு மற்றும் நன்மை பகுப்பாய்வு

I. எதிர்மின்வாய் தொகுதிகள் மற்றும் நேர்மின்வாய் பசையில் கிராஃபைட் செய்யப்பட்ட பெட்ரோலியம் கோக்கின் பயன்பாடு

1. கேத்தோடு தொகுதி உற்பத்தி
கிராஃபைடைஸ் செய்யப்பட்ட பெட்ரோலிய கோக், கிராஃபைடைஸ் செய்யப்பட்ட கேத்தோடு கார்பன் தொகுதிகளைத் தயாரிப்பதற்கான முக்கிய மூலப்பொருள் ஆகும். சுமார் 3000°C வெப்பநிலையில் செய்யப்படும் உயர்-வெப்பநிலை கிராஃபைடைசேஷன் சிகிச்சைக்குப் பிறகு, அதன் கார்பன் தூய்மை 98%-ஐத் தாண்டுகிறது, மேலும் உண்மையான அடர்த்தி கணிசமாக அதிகரித்து, மிகவும் ஒழுங்கமைக்கப்பட்ட கிராஃபைட் படிக அமைப்பை உருவாக்குகிறது. இந்த அமைப்பு கேத்தோடு தொகுதிகளுக்குப் பின்வரும் பண்புகளை வழங்குகிறது:

• மேம்படுத்தப்பட்ட சோடியம் அரிப்பு எதிர்ப்பு: உயர் தூய்மை கொண்ட கிராஃபைட்மயமாக்கப்பட்ட அமைப்பானது, அலுமினியம் மின்பகுப்பின் போது சோடியம் ஊடுருவலைத் திறம்படத் தடுத்து, எதிர்மின்வாயின் சேவை ஆயுளை நீட்டிக்கிறது.
• மேம்பட்ட மின் கடத்துத்திறன்: கிராஃபைட்டாக்கல் செயல்முறையானது மின்தடையை கணிசமாகக் குறைத்து, மின்கலத்தின் கீழ்மட்ட மின்னழுத்த வீழ்ச்சியைத் தணிப்பதோடு, அலுமினிய உற்பத்தி ஆற்றல் நுகர்வையும் சுமார் 5%–10% வரை குறைக்கிறது.
• மேம்படுத்தப்பட்ட வெப்ப நிலைத்தன்மை: உயர் வெப்பநிலையில் ஏற்படும் குறைந்த கன அளவு விரிவாக்கம், வெப்ப அழுத்தத்தால் உண்டாகும் விரிசல் அபாயங்களைக் குறைக்கிறது.

2. ஆனோடு பசை தயாரித்தல்
ஆனோட் பசையில், கிராஃபைட் செய்யப்பட்ட பெட்ரோலியம் கோக் முதன்மையாக ஒரு கார்பன் சேர்க்கைப் பொருளாகவும், கடத்தும் கட்டமைப்புப் பொருளாகவும் செயல்பட்டு, பின்வரும் விளைவுகளை ஏற்படுத்துகிறது:

• மேம்படுத்தப்பட்ட மின் கடத்துத்திறன்: கிராஃபைட்மயமாக்கப்பட்ட அமைப்பு, சீரான மின்னோட்டப் பரவலை ஊக்குவித்து, ஆனோடு மிகை மின்னழுத்தத்தைக் குறைக்கிறது.
• மேம்படுத்தப்பட்ட ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்ப்புத்திறன்: குறைந்த கந்தக உள்ளடக்கம் (பொதுவாக <0.06%), CO₂ உடனான வினைகளின் போது வாயுவினால் ஏற்படும் விரிசல்களைக் குறைத்து, ஒரு டன் எஃகுக்கான ஆனோடு நுகர்வைக் குறைக்கிறது (எ.கா., ஒரு குறிப்பிட்ட நிறுவனத்தின் பயன்பாட்டில் 12% குறைப்பு).
• உகந்த துளை அமைப்பு: கிராஃபைட்டாக்கல் செயல்முறையானது பிட்ச் கோக்கின் நுண்துளைத்தன்மையைக் குறைத்து, ஆனோடு அடர்த்தியையும் இயந்திர வலிமையையும் அதிகரிக்கிறது.

II. சுட்ட பெட்ரோலியம் கோக்கைக் காட்டிலும் கிராஃபைட் செய்யப்பட்ட பெட்ரோலியம் கோக்கின் முக்கிய நன்மைகள்

குறிப்பிட்ட நன்மைகள்:
1. மின்வேதியியல் செயல்திறன் உகப்பாக்கம்

• கிராஃபைட் செய்யப்பட்ட பெட்ரோலிய கோக்கின் மின்தடைத்திறன், சுட்ட கோக்கை விட 30%–50% குறைவாக இருப்பதால், மின்பகுப்புக் கலத்தின் ஆற்றல் நுகர்வு குறிப்பிடத்தக்க அளவில் குறைகிறது. உதாரணமாக, 750 மிமீ ஊசி வடிவ கோக் மின்முனைகளில், கடத்துத்திறன் சாதாரண கோக்கை விட மூன்று மடங்கு அதிகமாக இருப்பதால், ஒரு உலைக்கு எஃகு தயாரிப்புத் திறன் 25 நிமிடங்களாக மேம்படுகிறது.
• குறைந்த கந்தக உள்ளடக்கம், ஆனோடுகளுக்கும் ஃபுளூரைடு கலந்த மின்பகுளிகளுக்கும் இடையேயான வினைகளைக் குறைத்து, வாயுவினால் ஏற்படும் வீக்கத்தைக் கட்டுப்படுத்தி, ஆனோட்டின் ஆயுட்காலத்தை நீட்டிக்கிறது.

2. இயந்திரப் பண்பு மேம்பாடு

• கிராஃபைட்டாக்கல், பொருளின் கடினத்தன்மையையும் வெப்ப அதிர்ச்சி எதிர்ப்பையும் அதிகரிக்கிறது. உயர்-வெப்பநிலை அலுமினியம் மின்பகுப்புச் சூழல்களில், கிராஃபைட்டாக்கப்பட்ட எதிர்மின்வாய்த் தொகுதிகளின் வெப்ப விரிவாக்கக் குணகம், சுட்ட கோக்கை விட 30% குறைவாக இருப்பதால், வெப்பநிலை ஏற்ற இறக்கங்களால் ஏற்படும் கட்டமைப்புச் சேதம் குறைகிறது.
• உயர்ந்த உண்மையான அடர்த்தி (≥2.18 கி/செ.மீ³) பொருளின் இறுக்கத்தை மேம்படுத்துகிறது, அலுமினிய திரவ ஊடுருவல் மற்றும் சோடியம் அரிப்பைக் குறைக்கிறது.

3. சுற்றுச்சூழல் மற்றும் பொருளாதார நன்மைகள்

• குறைக்கப்பட்ட கந்தக உள்ளடக்கம் SO₂ வெளியேற்றத்தைக் குறைத்து, சுற்றுச்சூழல் விதிமுறைகளைப் பூர்த்தி செய்கிறது. உதாரணமாக, குறைந்த கந்தகம் கொண்ட கிராஃபைடைஸ்டு கோக்கைப் பயன்படுத்தும் ஒரு அலுமினிய ஆலை, ஒரு டன் அலுமினியத்திற்கான SO₂ வெளியேற்றத்தை 15% குறைத்துள்ளது.
• அதிக செலவுகள் இருந்தபோதிலும் (சுட்ட கோக்கை விட சுமார் 1.5–2 மடங்கு அதிகம்), நீட்டிக்கப்பட்ட ஆயுட்காலம் மற்றும் குறைந்த ஆற்றல் நுகர்வு ஆகியவை ஆரம்ப முதலீடுகளை ஈடுசெய்தன. உதாரணமாக, எதிர்மின்முனைத் தொகுதியின் ஆயுட்காலம் 5 ஆண்டுகளில் இருந்து 8 ஆண்டுகளாக அதிகரித்ததால், ஒட்டுமொத்த செலவுகள் 20% குறைந்தன.

III. பயன்பாட்டு வழக்குகள் மற்றும் தரவு ஆதரவு

• அலுமினிய மின்பகுப்புத் தொழில்: உலகளவில், 70% சுட்ட கோக் அலுமினிய மின்பகுப்பு ஆனோடுகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஆனால் உயர்தர சந்தைகள் (எ.கா., கிராஃபைடைஸ் செய்யப்பட்ட கேத்தோடுகள்) கிராஃபைடைஸ் செய்யப்பட்ட கோக்கை அதிகளவில் ஏற்றுக்கொள்கின்றன. ஒரு நிறுவனம் கிராஃபைடைஸ் செய்யப்பட்ட கேத்தோடுகளைப் பயன்படுத்தத் தொடங்கிய பிறகு, ஆனோடு நுகர்வை ஒரு டன் அலுமினியத்திற்கு 420 கிலோவிலிருந்து 370 கிலோவாகக் குறைத்து, ஆண்டுக்கு 200 மில்லியன் யுவான் சேமித்தது.
• எஃகுத் தொழில்: 100,000 A மின்னோட்டத்தைக் கடத்தும் 750 மிமீ ஊசி வடிவ கோக் மின்முனைகள், ஒரு உலைக்கு 25 நிமிட எஃகு உற்பத்தித் திறனை அடைந்தன; இதன் கடத்துத்திறன் வழக்கமான கோக்கை விட மூன்று மடங்கு அதிகமாகும்.
• ஆற்றல் சேமிப்புத் துறை: நிலக்கீல் கலந்த சுட்ட கரி, கடின கார்பன் மின்முனையின் சுழற்சி ஆயுளை 400 சுழற்சிகள் வரை மேம்படுத்தி, சோடியம்-அயன் மின்கலச் சந்தைகளில் வரவேற்பைப் பெற்று வருகிறது.

IV. முடிவுரை

உயர்-வெப்பநிலை கிராஃபைட்டாக்கல் மூலம் பெறப்பட்ட கிராஃபைட்டாக்கப்பட்ட பெட்ரோலியம் கோக், சுட்ட பெட்ரோலியம் கோக்குடன் ஒப்பிடும்போது உயர்ந்த தூய்மை, மின் கடத்துத்திறன் மற்றும் வெப்ப நிலைத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது. இதனால் இது உயர்தர அலுமினிய மின்பகுப்பு எதிர்மின்வாய் தொகுதிகள் மற்றும் சிறப்பு நேர்மின்வாய் பசை உற்பத்திக்கு மிகவும் உகந்ததாக அமைகிறது. அதிக செலவுகள் இருந்தபோதிலும், அதன் நீண்ட ஆயுட்காலம், ஆற்றல் திறன் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் நன்மைகள் ஆகியவை அலுமினியத் தொழில்துறையை மேம்படுத்துவதற்கான ஒரு முக்கியப் பொருளாக இதை நிலைநிறுத்துகின்றன. கிராஃபைட்டாக்கல் தொழில்நுட்பத்தில் எதிர்கால முன்னேற்றங்கள் (எ.கா., 3000°C-இல் செய்யப்படும் அதி-உயர்-வெப்பநிலைச் செயலாக்கம்) அதன் பயன்பாடுகளை அணுசக்தித் தர கிராஃபைட், லித்தியம்-அயன் மின்கல நேர்மின்வாய்கள் மற்றும் பிற அதிநவீனத் துறைகளுக்கு மேலும் விரிவுபடுத்தும்.