ಹೊಸ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ವಸ್ತುಗಳ (ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್ ಬಲವರ್ಧಿತ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಮತ್ತು ಐಸೊಸ್ಟಾಟಿಕ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್‌ನಂತಹ) ಪ್ರಗತಿಪರ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಯಾವುವು?

ನವೀನ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ವಸ್ತುಗಳು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು, ಉಷ್ಣ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು, ರಾಸಾಯನಿಕ ಸ್ಥಿರತೆ ಮತ್ತು ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದಲ್ಲಿ ಅದ್ಭುತ ಸುಧಾರಣೆಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸಿವೆ. ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್-ಬಲವರ್ಧಿತ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಮತ್ತು ಐಸೊಸ್ಟಾಟಿಕ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್‌ನಿಂದ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಅವುಗಳ ಪ್ರಮುಖ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಪ್ರಗತಿಗಳು ಮತ್ತು ಅನ್ವಯಿಕ ಮೌಲ್ಯಗಳು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತಿವೆ:

I. ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್-ಬಲವರ್ಧಿತ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್: ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ರಾಂತಿಕಾರಿ ವರ್ಧನೆ.

1. ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಮತ್ತು ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಸರ್ಜ್
ಪ್ಯಾನ್ ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ (0.075 wt%) ಅನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಅವುಗಳ ಕರ್ಷಕ ಶಕ್ತಿ 1916 MPa ತಲುಪುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಯಂಗ್‌ನ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ 233 GPa ತಲುಪುತ್ತದೆ, ಇದು ಶುದ್ಧ ಪ್ಯಾನ್ ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್‌ಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಕ್ರಮವಾಗಿ 225% ಮತ್ತು 184% ಹೆಚ್ಚಳವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಗತಿಯು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಯ ಅತ್ಯುತ್ತಮೀಕರಣದಿಂದ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ:

• ಕಡಿಮೆಯಾದ ಸರಂಧ್ರತೆ: ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಸೇರ್ಪಡೆಯು ಫೈಬರ್‌ಗಳೊಳಗಿನ ಆಂತರಿಕ ರಂಧ್ರಗಳು ಮತ್ತು ಶೂನ್ಯಗಳ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿ (0.1 wt%) ಅಕ್ಷೀಯ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಂಧ್ರಗಳನ್ನು ಬಹುತೇಕ ತೆಗೆದುಹಾಕುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಒತ್ತಡ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಬಿಂದುಗಳು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತವೆ.
• ಕ್ರಮಬದ್ಧ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ರಚನೆ: ಪ್ಯಾನ್ ಕಾರ್ಬೊನೈಸೇಶನ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ರೂಪುಗೊಂಡ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ರಚನೆಯಿಂದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ನ್ಯಾನೊಶೀಟ್‌ಗಳು ಸುತ್ತುವರೆದಿವೆ ಎಂದು ರಾಮನ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ದೋಷಗಳು ಮತ್ತು ಸುಧಾರಿತ ಸ್ಫಟಿಕ ದೃಷ್ಟಿಕೋನದೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಸಂಪೂರ್ಣ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ.

2. ವಿಸ್ತೃತ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಸನ್ನಿವೇಶಗಳು

• ಅಂತರಿಕ್ಷಯಾನ: ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಮಿಶ್ರಲೋಹದ ಸಾಂದ್ರತೆಗಿಂತ ಕೇವಲ 60% ರಷ್ಟು ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಒಂದೇ ತುಂಡಾಗಿ ಅಚ್ಚು ಮಾಡುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ (ಫಾಸ್ಟೆನರ್ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ) ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್-ಬಲವರ್ಧಿತ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಸಂಯುಕ್ತಗಳನ್ನು ವಿಮಾನ ರಚನಾತ್ಮಕ ಘಟಕಗಳಲ್ಲಿ (ಉದಾ. ಬೋಯಿಂಗ್ B-787 ನಲ್ಲಿ 50% ಸಂಯೋಜಿತ ವಸ್ತುಗಳ ಬಳಕೆ), ಉಡಾವಣಾ ವಾಹನ ದೇಹಗಳು ಮತ್ತು ಉಪಗ್ರಹ ಭಾಗಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
• ಉನ್ನತ ಮಟ್ಟದ ಉತ್ಪಾದನೆ: ಅವುಗಳ ಅಬ್ಲೇಶನ್ ಪ್ರತಿರೋಧವು ರಾಕೆಟ್ ಎಂಜಿನ್ ನಳಿಕೆಗಳು, ಪರಮಾಣು ರಿಯಾಕ್ಟರ್ ಕೋರ್ ರಚನೆಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ವಿಪರೀತ ಪರಿಸರಗಳಿಗೆ ಅವುಗಳನ್ನು ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿಸುತ್ತದೆ.

II. ಐಸೊಸ್ಟಾಟಿಕ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್: ಬಹು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಲ್ಲಿ ಸಮಗ್ರ ಪ್ರಗತಿಗಳು

1. ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು: ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಉಕ್ಕುಗಳನ್ನು ಮೀರಿಸುವುದು

• ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಐಸೊಟ್ರೊಪಿ: ಐಸೊಸ್ಟಾಟಿಕ್ ಒತ್ತುವಿಕೆಯ ಮೂಲಕ, ಅದರ ಕರ್ಷಕ ಶಕ್ತಿ 1000 MPa ಅನ್ನು ಮೀರುತ್ತದೆ (ಸಾಮಾನ್ಯ ಉಕ್ಕುಗಳನ್ನು ಮೀರಿಸುತ್ತದೆ), 1.0–1.1 ರ ಐಸೊಟ್ರೊಪಿ ಅನುಪಾತದೊಂದಿಗೆ, ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್‌ನ ಅನಿಸೊಟ್ರೊಪಿಕ್ ದೋಷಗಳನ್ನು ನಿವಾರಿಸುತ್ತದೆ.
• ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಉಡುಗೆ ಪ್ರತಿರೋಧ: 1.95 g/cm³ ಬೃಹತ್ ಸಾಂದ್ರತೆ, 80 MPa ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಾಗುವ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು 200–260 MPa ವರೆಗಿನ ಸಂಕುಚಿತ ಬಲದೊಂದಿಗೆ, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಬ್ರೇಕ್ ಪ್ಯಾಡ್‌ಗಳು, ಸೀಲುಗಳು ಮತ್ತು ಬೇರಿಂಗ್‌ಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.

2. ಉಷ್ಣ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು: ತೀವ್ರ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರತೆ

• ಅಧಿಕ-ತಾಪಮಾನದ ಪ್ರತಿರೋಧ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣ ಆಘಾತ ನಿರೋಧಕತೆ: ಜಡ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ, ಇದರ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿ 2500°C ನಲ್ಲಿ ಗರಿಷ್ಠವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಕರಗುವ ಬಿಂದು 3650°C ಮತ್ತು ಕುದಿಯುವ ಬಿಂದು 4827°C. ಇದರ ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣ ವಿಸ್ತರಣೆಯ ಗುಣಾಂಕವು ಆಯಾಮದ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ರಾಕೆಟ್ ದಹನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳು, ನಳಿಕೆಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಘಟಕಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.
• ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ: ಇದರ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯು ತ್ವರಿತ ಶಾಖದ ಹರಡುವಿಕೆಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ, CZ-ಮಾದರಿಯ ಏಕ-ಸ್ಫಟಿಕ ನೇರ-ಪುಲ್ ಕುಲುಮೆಯ ಉಷ್ಣ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಘಟಕಗಳಲ್ಲಿ (ಕ್ರೂಸಿಬಲ್‌ಗಳು, ಹೀಟರ್‌ಗಳು) ಉಪಕರಣಗಳ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.

3. ರಾಸಾಯನಿಕ ಸ್ಥಿರತೆ: ತುಕ್ಕು ನಿರೋಧಕತೆ ಮತ್ತು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ನಿರೋಧಕತೆ
ಇದು ಬಲವಾದ ಆಮ್ಲಗಳು, ಕ್ಷಾರಗಳು ಮತ್ತು ಸಾವಯವ ದ್ರಾವಕಗಳಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಕರಗಿದ ಲೋಹಗಳು ಮತ್ತು ಗಾಜಿನಿಂದ ಸವೆತವನ್ನು ಪ್ರತಿರೋಧಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ರಾಸಾಯನಿಕ ಪಾತ್ರೆಗಳು, ಪರಮಾಣು ರಿಯಾಕ್ಟರ್ ಕೋರ್ ರಚನೆಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ನಾಶಕಾರಿ ಪರಿಸರಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.

4. ಸಂಸ್ಕರಣೆ: ನಮ್ಯತೆ ಮತ್ತು ನಿಖರತೆ
ವಿದ್ಯುತ್ ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ಯಂತ್ರಕ್ಕಾಗಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ನಿರಂತರ ಲೋಹದ ಎರಕಹೊಯ್ದಕ್ಕಾಗಿ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಅಚ್ಚುಗಳಂತಹ ಸಂಕೀರ್ಣ ವಿನ್ಯಾಸ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಲು ಇದನ್ನು ಯಾವುದೇ ಆಕಾರದಲ್ಲಿ ಯಂತ್ರೀಕರಿಸಬಹುದು.

III. ಕಾದಂಬರಿ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ವಸ್ತುಗಳ ಕೈಗಾರಿಕೀಕರಣ ಮತ್ತು ಭವಿಷ್ಯದ ನಿರ್ದೇಶನಗಳು

1. ಕೈಗಾರಿಕೀಕರಣ ಪ್ರಗತಿ

• ಐಸೊಸ್ಟಾಟಿಕ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್: ಇಂಡೋನೇಷ್ಯಾ ಮತ್ತು ಮೊರಾಕೊದಲ್ಲಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ವಿಸ್ತರಣೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಅದರ ಜಾಗತಿಕ ಮಾರುಕಟ್ಟೆ ಪಾಲು ಹೆಚ್ಚುತ್ತಲೇ ಇದೆ, ಅದರ ಉದ್ಯಮದ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಗಟ್ಟಿಗೊಳಿಸುತ್ತಿದೆ.
• ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್-ಬಲವರ್ಧಿತ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್: ಇದನ್ನು ಅಂತರರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಪ್ರಮುಖ ಬ್ಯಾಟರಿ ಕ್ಲೈಂಟ್‌ಗಳು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಅಳವಡಿಸಿಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ ಮತ್ತು ವಿಶ್ವದ ಮೊದಲ ಅಂತರರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಮಾನದಂಡದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯಲ್ಲಿ ಮುಂಚೂಣಿಯಲ್ಲಿದ್ದಾರೆ,ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗಾಗಿ ನ್ಯಾನೊ-ಸಿಲಿಕಾನ್ ಆನೋಡ್ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ವಿವರವಾದ ವಿಶೇಷಣ ಖಾಲಿ.

2. ಭವಿಷ್ಯದ ತಾಂತ್ರಿಕ ಪ್ರಗತಿಗಳು

• ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳ ಅತ್ಯುತ್ತಮೀಕರಣ: ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಒಟ್ಟು ಕಣದ ಗಾತ್ರವನ್ನು (ಉದಾ., ದ್ವಿತೀಯ ಕೋಕ್ ಪುಡಿ ಮಾರ್ಪಾಡು ಮೂಲಕ 2–5 μm ಗೆ) ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದು.
• ಗ್ರಾಫಿಟೈಸೇಶನ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ನಾವೀನ್ಯತೆ: ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಗ್ರಾಫಿಟೈಸೇಶನ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಶಕ್ತಿಯ ಬಳಕೆಯನ್ನು 30% ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಉತ್ಪಾದನಾ ಚಕ್ರಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಅಳವಡಿಕೆಗೆ ಅನುಕೂಲವಾಗುತ್ತದೆ.
• ರಚನಾತ್ಮಕ ನಾವೀನ್ಯತೆ: ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಡ್ಯುಯಲ್-ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಆನೋಡ್‌ಗಳು ಕಣಗಳ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಸರಂಧ್ರತೆಯ ಡ್ಯುಯಲ್ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ ವಿತರಣೆಯ ಮೂಲಕ ≥230 Wh/kg ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಕಾಯ್ದುಕೊಳ್ಳುವಾಗ 6 ನಿಮಿಷಗಳ, 60% ವೇಗದ ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತವೆ.