Шинэ бал чулуун электродын материалууд нь механик шинж чанар, дулааны шинж чанар, химийн тогтвортой байдал, боловсруулалтын чадварын хувьд нээлтийн сайжруулалт хийсэн. Нүүрстөрөгчийн шилэн арматуртай бал чулуу болон изостатик бал чулуугаар төлөөлүүлсэн тэдгээрийн гол гүйцэтгэлийн нээлтүүд болон хэрэглээний үнэ цэнэ нь дараах байдалтай байна.
I. Нүүрстөрөгчийн шилэн хүчитгэсэн бал чулуу: Механик шинж чанарын хувьсгалт сайжруулалт
1. Хүч чадал ба хэт ачааллын модуль
PAN нүүрстөрөгчийн ширхэгт бага хэмжээний графен (0.075 жингийн%) оруулснаар тэдгээрийн суналтын бат бэх 1916 МПа хүрч, Янгийн модуль нь 233 ГПа хүрч, цэвэр PAN нүүрстөрөгчийн ширхэгтэй харьцуулахад тус тус 225% ба 184%-иар өссөн байна. Энэхүү нээлт нь графен нь нүүрстөрөгчийн ширхэгийн бичил бүтцийг оновчтой болгосноос үүдэлтэй:
- Сүвэрхэг чанар буурах: Графен нэмэх нь ширхэгийн доторх дотоод нүх сүв, хоосон зайны хэмжээг мэдэгдэхүйц багасгаж, өндөр концентрацитай (0.1 жингийн%) үед тэнхлэгийн дагуух микро нүх сүвийг бараг арилгаж, улмаар стрессийн концентрацийн цэгүүдийг бууруулдаг.
- Эрэмбэлэгдсэн бал чулуун бүтэц: Раманы спектроскопи нь графены нано хуудаснууд нь PAN нүүрстөрөгчжүүлэлтийн явцад үүссэн бал чулуун бүтцээр хүрээлэгдсэн бөгөөд энэ нь цөөн согогтой, талстын чиглэл сайжирсан илүү бүрэн графит тор үүсгэдэг болохыг харуулж байна.
2. Өргөтгөсөн програмын хувилбарууд
- Агаарын тээвэр: Хөнгөн цагааны хайлшийн нягтрал ердөө 60%, нэг хэсэг болгон хэвэнд оруулах чадвартай (бэхэлгээний хэрэглээг бууруулдаг) нүүрстөрөгчийн шилэн хүчитгэсэн бал чулуун нийлмэл материалыг онгоцны бүтцийн эд ангиудад (жишээлбэл, Боинг Б-787 онгоцны нийлмэл материалын хэрэглээ 50%), хөөргөх тээврийн хэрэгслийн их бие, хиймэл дагуулын эд ангиудад өргөн ашигладаг.
- Өндөр зэрэглэлийн үйлдвэрлэл: Тэдгээрийн абляцийн эсэргүүцэл нь тэдгээрийг пуужингийн хөдөлгүүрийн хошуу, цөмийн реакторын цөмийн бүтэц болон бусад эрс тэс орчинд чухал болгодог.
II. Изостатик бал чулуу: Олон шинж чанарын цогц нээлтүүд
1. Механик шинж чанар: Уламжлалт гангаас давсан
- Өндөр бат бэх ба изотроп чанар: Изостатик шахалтын тусламжтайгаар түүний суналтын бат бэх нь 1000 МПа-аас давсан (ердийн гангаас хамаагүй давсан) бөгөөд изотропийн харьцаа нь 1.0–1.1 бөгөөд уламжлалт бал чулууны анизотроп согогийг арилгадаг.
- Өндөр нягтрал ба элэгдэлд тэсвэртэй: 1.95 г/см³ нягтралтай, гулзайлтын бат бэх нь 80 МПа-аас дээш, шахалтын бат бэх нь 200-260 МПа хооронд хэлбэлздэг тул өндөр хүчин чадалтай тоормосны дэвсгэр, жийргэвч, холхивч үйлдвэрлэхэд тохиромжтой.
2. Дулааны шинж чанар: Хэт их нөхцөлд тогтвортой байдал
- Өндөр температурт тэсвэртэй байдал ба дулааны цохилтод тэсвэртэй байдал: Идэвхгүй агаар мандалд түүний механик бат бэх нь 2500°C-д оргил үедээ хүрч, хайлах цэг нь 3650°C, буцлах цэг нь 4827°C байдаг. Дулааны тэлэлтийн бага коэффициент нь хэмжээст өөрчлөлтийг багасгадаг тул пуужингийн асаалтын электрод, цорго болон бусад өндөр температурт тэсвэртэй эд ангиудад тохиромжтой.
- Өндөр дулаан дамжуулалт: Маш сайн дулаан дамжуулалт нь дулааныг хурдан тараах боломжийг олгодог бөгөөд CZ төрлийн дан талст шууд татдаг зуухны дулааны талбайн бүрэлдэхүүн хэсгүүд (тигль, халаагч) гэх мэт тоног төхөөрөмжийн үр ашгийг нэмэгдүүлдэг.
3. Химийн тогтвортой байдал: Зэврэлтээс хамгаалах болон исэлдэлтийн эсэргүүцэл
Энэ нь хүчтэй хүчил, шүлт, органик уусгагч бодисуудад тогтвортой хэвээр байгаа бөгөөд хайлсан металл болон шилнээс үүсэх элэгдэлд тэсвэртэй тул химийн сав, цөмийн реакторын цөмийн бүтэц болон бусад идэмхий орчинд тохиромжтой.
4. Боловсруулах чадвар: Уян хатан байдал ба нарийвчлал
Цахилгаан цэнэг алдалтын машин механизмын электродууд болон тасралтгүй металл цутгах бал чулуун хэв гэх мэт нарийн төвөгтэй дизайны шаардлагыг хангахын тулд ямар ч хэлбэрээр боловсруулж болно.
III. Шинэ графит электродын материалын үйлдвэржилт ба ирээдүйн чиглэлүүд
1. Аж үйлдвэржилтийн дэвшил
- Изостатик бал чулуу: Дэлхийн зах зээл дээрх эзлэх хувь өссөөр байгаа бөгөөд Индонез, Мароккогийн хүчин чадлын өргөжилт нь түүний салбарын байр суурийг улам бэхжүүлж байна.
- Нүүрстөрөгчийн шилэн хүчитгэсэн бал чулуу: Үүнийг олон улсын тэргүүлэгч батерейны үйлчлүүлэгчид амжилттай нэвтрүүлсэн бөгөөд дэлхийн анхны олон улсын стандартыг боловсруулах ажлыг тэргүүлж байна.Лити-ион батерейны нано-цахиурын анод материалын дэлгэрэнгүй техникийн тодорхойлолт.
2. Ирээдүйн технологийн нээлтүүд
- Түүхий эдийн оновчлол: Механик шинж чанарыг сайжруулахын тулд дүүргэгчийн ширхэгийн хэмжээг багасгах (жишээлбэл, коксын нунтагыг хоёрдогчоор нь 2-5 μм болгон өөрчлөх замаар).
- Графитжуулалтын технологийн инноваци: Богино долгионы графитжуулалтын технологи нь эрчим хүчний хэрэглээг 30%-иар бууруулж, үйлдвэрлэлийн мөчлөгийг богиносгож, өргөн хүрээтэй хэрэглээг хөнгөвчилдөг.
- Бүтцийн инноваци: Жишээлбэл, хос градиенттай бал чулуун анод нь бөөмийн хэмжээ болон сүвэрхэг чанарын хос градиент тархалтын тусламжтайгаар ≥230 Втц/кг энергийн нягтралыг хадгалахын зэрэгцээ 6 минутын дотор 60% хурдан цэнэглэх чадварыг бий болгодог.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 7-р сарын 31