Hoe synthetisch grafiet wordt gemaakt

De productie van synthetisch grafiet omvat verschillende complexe stappen die precieze controle van temperatuur, druk en uitgangsmaterialen vereisen. Het proces begint met koolstofhoudende grondstoffen zoals petroleumcokes of antraciet, die een thermische en chemische transformatie ondergaan.

1. Voorbereiding van uitgangsmaterialen: Petroleumcokes, een bijproduct van olieraffinage, wordt gezuiverd, gemalen en gemengd met een bindmiddel zoals teer of pek. Dit mengsel wordt vervolgens in de gewenste vorm geperst.
2. Carbonisatie: In deze stap wordt het materiaal verhit tot temperaturen tussen 800 en 1.200 °C. Tijdens dit proces ontsnappen vluchtige componenten, wat resulteert in een koolstofrijk maar nog steeds amorf materiaal.
3. Grafitisatie: De cruciale stap in de omzetting naar grafiet vindt plaats door verhitting tot extreme temperaturen van maximaal 3.000 °C in speciale grafitisatieovens. Onder deze omstandigheden herschikken de koolstofatomen zich tot een regelmatige, grafitische structuur, die het materiaal zijn unieke eigenschappen geeft.
4. Nabehandeling en verfijning: Afhankelijk van de gewenste toepassing kan het synthetische grafiet verder worden verfijnd, bijvoorbeeld door middel van extra zuiveringsprocessen, coatings of aanpassing van de deeltjesgrootte.

Waarom synthetisch grafiet?

Synthetisch grafiet heeft verschillende doorslaggevende voordelen ten opzichte van natuurlijk grafiet:

• Hoge zuiverheid: Het gecontroleerde productieproces elimineert onzuiverheden, waardoor het ideaal is voor toepassingen in elektronica en lucht- en ruimtevaart.
• Uniforme structuur: In tegenstelling tot natuurlijk grafiet heeft synthetisch grafiet een homogene structuur die de mechanische en elektrische eigenschappen verbetert.
• Op maat gemaakte eigenschappen: Door gerichte procescontrole kunnen specifieke eigenschappen zoals elektrische geleidbaarheid, thermische geleidbaarheid of mechanische stabiliteit worden geoptimaliseerd.

Toepassingen voor synthetisch grafiet

Dankzij zijn uitstekende eigenschappen is synthetisch grafiet een sleutelcomponent voor veel moderne technologieën:

• Lithium-ion batterijen: Als anodemateriaal draagt synthetisch grafiet bij aan de hoge prestaties en duurzaamheid van moderne energieopslagapparaten
• Halfgeleider- en elektronica-industrie: Hoogzuiver grafiet wordt gebruikt voor de productie van siliciumwafels en als component in hoogwaardige processors.
• Hoogtemperatuurovens: Synthetisch grafiet wordt gebruikt voor verwarmingselementen en isolatiematerialen die bestand moeten zijn tegen extreme temperaturen.
• Metallurgie: Het wordt gebruikt in de vorm van elektroden in elektrische vlamboogovens voor staalproductie.