Põhiline erinevus karboniseerimise ja grafitiseerimise vahel on see, et karboniseerimine hõlmab orgaanilise aine muundamist süsinikuks, samas kui grafitiseerimine hõlmab süsiniku muundamist grafiidiks.
Karboniseerimine ja grafitiseerimine on kaks tööstuslikku protsessi, mis erinevad üksteisest, kuid mõlemad protsessid hõlmavad süsinikku kas reagendi või tootena.
Mis on karboniseerimine?
Karboniseerimine on tööstuslik protsess, mille käigus orgaaniline aine muudetakse süsinikuks. Orgaaniline aine, mida siin käsitleme, hõlmab taimi ja surnud loomseid aineid. Protsess toimub hävitava destilleerimise teel. See on pürolüütiline reaktsioon, mida peetakse keerukaks protsessiks, mille käigus saame jälgida paljusid samaaegselt toimuvaid keemilisi reaktsioone. Näiteks dehüdrogeenimine, kondensatsioon, vesiniku ülekanne ja isomerisatsioon.
Süsindamisprotsess erineb söestumise protsessist, kuna karboniseerimine on kiirem protsess, kuna selle reaktsioonikiirus on mitu suurusjärku kiirem. Üldiselt saab rakendatud soojushulgaga kontrollida karboniseerumisastet ja võõrelementide jääksisaldust. Näiteks temperatuuril 1200 K on jäägi süsinikusisaldus umbes 90 massiprotsenti, samal ajal kui temperatuuril umbes 1600 K on see umbes 99 massiprotsenti.
Tavaliselt on karboniseerimine eksotermiline reaktsioon ja me saame muuta selle isemajandavaks ning kasutada seda energiaallikana, mis ei moodusta süsinikdioksiidi jälgi. Kui aga biomaterjal puutub kokku järsu kuumuse muutusega, näiteks tuumaplahvatuse korral, karboniseerub biomaterjal võimalikult kiiresti ja muutub tahkeks süsinikuks.
Mis on grafitiseerimine?
Grafitiseerimine on tööstuslik protsess, mille käigus süsinik muudetakse grafiidiks. See on mikrostruktuuriline muutus, mis leiab aset süsinik- või vähelegeeritud terases, mis puutub kokku temperatuuride vahemikus 425–550 kraadi Celsiuse järgi pikka aega, näiteks tuhat tundi. See on teatud tüüpi haprus.
Näiteks süsinik-molübdeenteraste mikrostruktuur sisaldab tavaliselt perliiti (ferriidi ja tsementiidi segu). Kui see materjal allub grafitiseerimisele, laguneb perliit ferriidiks ja juhuslikult hajutatud grafiidiks. See võib põhjustada terase haprust ja kui need grafiidiosakesed on maatriksis juhuslikult jaotunud, võib see kaasa tuua mõõduka tugevuse kaotuse.
Samas saame grafitiseerumist ära hoida, kasutades vastupidavamat materjali, mis on grafitiseerumise suhtes vähem tundlik. Lisaks saame seda ennetada keskkonda muutes nt. pH tõstmise või kloriidisisalduse vähendamise teel. Grafitiseerumise vältimiseks on veel üks meetod, mis hõlmab katete kasutamist, nt. malmi katoodkaitse.
Millised on karboniseerimise ja grafitiseerimise sarnasused
Mõlemad on olulised tööstuslikud protsessid, mis hõlmavad süsinikku kas reagendi või tootena
Mis vahe on karboniseerimisel ja grafitiseerimisel?
Karboniseerimine ja grafitiseerimine on kaks tööstuslikku protsessi. Peamine erinevus karboniseerimise ja grafitiseerimise vahel on see, et karboniseerimine hõlmab orgaanilise aine muundamist süsinikuks, samas kui grafitiseerimine hõlmab süsiniku muundamist grafiidiks. Seetõttu on karboniseerimine keemiline muutus, grafitiseerimine aga mikrostruktuuriline muutus.
Järgmine infograafik võtab tabelina kokku karboniseerimise ja grafitiseerimise erinevused.
Kokkuvõte – karboniseerimine vs grafitiseerimine
Karboniseerimine ja grafitiseerimine on kaks erinevat tööstuslikku protsessi. Peamine erinevus karboniseerimise ja grafitiseerimise vahel on see, et karboniseerimine hõlmab orgaanilise aine muundamist süsinikuks, samas kui grafitiseerimine hõlmab süsiniku muundamist grafiidiks.
