Vad är grafitisering och karbonisering, och vad är skillnaden?

Vad är grafitisering?

Grafitisering är en industriell process där kol omvandlas till grafit. Detta är den mikrostrukturförändring som sker i kol eller låglegerade stål som utsätts för temperaturer på 425 till 550 grader Celsius under långa tidsperioder, säg 1 000 timmar. Detta är en sorts försprödhet. Till exempel innehåller mikrostrukturen av kol-molybdenstål ofta perlit (en blandning av ferrit och cementit). När materialet grafitiseras gör det att perliten sönderdelas till ferrit och slumpmässigt dispergerad grafit. Detta resulterar i försprödning av stålet och en blygsam minskning av hållfastheten när dessa grafitpartiklar är slumpmässigt fördelade genom matrisen. Däremot kan vi förhindra grafitisering genom att använda material med högre resistans som är mindre känsliga för grafitisering. Dessutom kan vi modifiera miljön genom att till exempel öka pH eller minska kloridhalten. Ett annat sätt att förhindra grafitisering är att använda en beläggning. Katodiskt skydd av gjutjärn.

Vad är karbonisering?

Karbonisering är en industriell process där organiskt material omvandlas till kol. De organiska ämnen vi överväger här inkluderar växt- och djurkadaver. Denna process sker genom destruktiv destillation. Detta är en pyrolytisk reaktion och anses vara en komplex process där många samtidiga kemiska reaktioner kan observeras. Till exempel dehydrering, kondensation, väteöverföring och isomerisering. Förkolningsprocessen skiljer sig från förkolningsprocessen eftersom förkolning är en snabbare process eftersom den reagerar många storleksordningar snabbare. I allmänhet kan mängden värme som appliceras styra graden av förkolning och mängden främmande element som finns kvar. Till exempel är kolhalten i återstoden cirka 90 viktprocent vid 1200K och cirka 99 viktprocent vid cirka 1600K. I allmänhet är karbonisering en exoterm reaktion, som kan lämnas åt sig själv eller användas som energikälla utan att bilda några spår av koldioxidgas. Men om biomaterialet utsätts för plötsliga värmeförändringar (som vid en kärnkraftsexplosion) kommer biomaterialet att förkolnas så snabbt som möjligt och bli fast kol.

Grafitisering liknar karbonisering

Båda är viktiga industriella processer som involverar kol som en reaktant eller produkt.

Vad är skillnaden mellan grafitisering och karbonisering?

Grafitisering och karbonisering är två industriella processer. Den största skillnaden mellan karbonisering och grafitisering är att karbonisering innebär att omvandla organiskt material till kol, medan grafitisering innebär att omvandla kol till grafit. Sålunda är karbonisering en kemisk förändring, medan grafitisering är en mikrostrukturförändring.