کلوخه کلسینه شده در مرحله ي کربونيزاسيون تخلخل زياد و دانسيته ي پاييني دارد که به منظور افزايش دانسيته ي گرافيت ، قبل از مرحله ي گرافيتاسيون بايد دانسيته ي آن

را تا حد مورد نياز بالا برد که اين کار در مرحله ي چگالسازي (تلقیح ) انجام ميگيرد .

افزايش دانسيته باعث بهبود استحکام کششي ، خمشي و فشاري گرافيت مي شود. دانسيته ي گرافيت کامل (2/265 گرم بر سانتيمتر مکعب است) ولی در عمل گرافيت

مصنوعي به ندرت دانسيته اي بالاتر از 1/8 گرم بر سانتيمتر مکعب را نشان ميدهند . اما با فرايند تلقیح به دانسيته ي 2 گرم بر سانتيمترمکعب يا بالاتر ميتوان رسيد.

در اين مرحله مواد پر کننده ای داخل کلوخه تزريق ميشود تا اشباع شود سپس عمليات کربونيزاسيون انجام ميگيردتا مواد فرار از قطعه خارج شده و تنها درصد کربن باقيمانده

افزايش يابد. در نتيجه در اثر افزايش درصد کربن دانسيته ي نهايي قطعه افزايش مييابد.

تلقیح گرافیت مصنوعی امری اجتناب ناپذیر است چون وجود تخلخل در قطعات گرافیتی  که به صورت مصنوعی تولید می شود حتمی است .

مخصوصا قطعاتی که با دانه بندی های بزرگتری تولید میشوند تخلخل بین دانه ها بسیار بیشتر است .

مانند الکترودهای کوره که از دانه بندی بزرگتری برخوردار هستند و برای رسیدن به چگالی و تراکم مورد نیاز باید این تخلخل ها را از بین برد و به حجمی یکدست  رسید . 

برای رسیدن به این خواسته فقط یک راه وجود دارد ، به نام تلقیح گرافیت مصنوعی (غوطه ور سازی) یا چگال سازی .

در تصویر زیر میتوانید تاثیر تلقیح گرافیت مصنوعی (inoculation process in making graphite electrode) را در مقیاس میکروسکوپی ببیینید .

فرایند تلقیح گرافیت مصنوعی : اعم از گاز گیری ، تلقیح (غوطه ور سازی) ، زغال سازی و گرافیته سازی میباشد

قطعات گرافیتی به مدت 8 ساعت در دمای 110درجه سانتی گراد داخل دستگاه اتو کلاو خشکانده میشوند تا تمام رطوبت و بخارات از داخل قطعات تخلیه شوند .

سپس قطعات خشک شده  وارد راکتور شده و به مدت 30 دقیقه توسط پمپ خلاء تمام بخارات و گازهای باقی مانده تخلیه میشود . 

در این حین محتویات داخل وان راکتور (متشکل از قیر قطران،رزین ،روانسازها ) تا 300 درجه سانتیگراد داغ شده و به حالت مذابی بسیار روان و نافذ در می آید سپس قطعات وارد

مایع تلقیح شده و با فشاری معادل 40 الی 50 (bar) به منافذ قطعات تزریق میشود که باعث پر شدن خلل و فرج قطعات می گردد . البته فشار اعمال  شده همیشه یکسان

نبوده و برای هر چگالی از یک فشار معینی استفاده می شود . بدیهی است در فشار های بسیار بالا تمامی منافذ پر شده و میتوان به حداکثر چگالی دست یافت .

این پروسه تقریبا پنج ساعت به طول می انجامد و پس از اتمام، فشار مخزن کاهش داده شده و قطعات از راکتور تخلیه و برای هم دمایی با محیط به محل مخصوصی انتقال داده

میشوند . پس از اینکه دمای قطعات به دمای محیط رسید به کوره منتقل و ت در دمای 1000 تا 1300 درجه مراحل کربونیزاسیون(زغال سازی ) انجام می گردد .

مرحله تلقیح و کربونیزاسیون (زغال سازی)  تا رسیدن به چگالی مد نظر تکرار میشود . در تصویر زیر شماتیک این فرایند را میتوانید ببینید.

1.مخزن گاز نیتروژن  2. پمپ وکیوم  3.فشار سنج  4.خروجی گاز  5.گیج خلاء  6.ترموکوپل  7.مواد نافذ  8.قطعه گرافیتی  9.هیتربرقی

علت تکرار مراحل تلقیح گرافیت مصنوعی (غوطه ور سازی)

علت اینکه این عمل چندین بار تکرار میشود بخاطر این است که در هربار کربنیزه شدن مقداری از مواد نافذ تبخیر شده و حجم کمی تبدیل به زغال میشود و باز فضای خالی البته کمی کوچکتر از قبل باقی میماند .

به این خاطر چندین بار این عمل باید تکرار شود ، تا تراکم محصول به حد مطلوب برسد . تصویر زیر بیانگر این اتفاق است.

گرافیتاسیون و مراحل آن

گرافيتاسيون طي چندين مرحله با افزايش دما به بالاتر از C 1200 بعد از کربونيزاسيون شروع ميشود . هيدروژن، سولفور و ساير عناصر که بعد از کربونيزاسيون نيز حضور دارند  تدريجاً حذف شده و در دماي C 2000 ناخالصي هاي فرار از گرافيت حذف ميشوند . در دماي بالاتر از C 1900 تغيير ساختار توربواستراتيک به گرافيت شروع شده و در دماهاي بالاتر از C 2200  ساختار سه بعدي رشد افزايشي داشته و با افزايش دما تا C 3000 آرايش توربواستراتيک لایه ها از بين رفته و به آرايش کريستالهاي گرافيت نزديک ميشود.گرافيتاسيون معمولا تا دماي C 3000 انجام ميگيرد تا فاصله ي ميان صفحه هاي ساختار کريستالي حداقل شده و گرافيتاسيون در طول 2-3 ساعت ماندگاري در اين دما تکميل شود .

کوره اي که براي اولين بار براي توليد گرافيت صنعتي به کار برده شد در سال 1895 به دست همت آچسون اختراع شد و امروزه با اندکي بهينه سازي از آن استفاده ميشود . اين کوره با سيستم حرارت دهي الکتريکي تا دماي C3000 کار ميکند.

مجموعه دژآر گرافیت آمادگی دارد فراورده های کربنی به میزان مورد نیاز واحد های تولیدی را تامین و ارسال نماید . لطفا  جهت استعلام  با ما در تماس باشید.