Mis on grafitiseerimine?
Grafitiseerimine on tööstuslik protsess, mille käigus süsinik muundatakse grafiidiks. See on mikrostruktuuriline muutus, mis toimub süsinik- või vähelegeeritud terases, mis puutub kokku temperatuuriga 425–550 kraadi Celsiuse järgi pikka aega, näiteks tuhat tundi. See on omamoodi haprus. Näiteks süsinikmolübdeenterase mikrostruktuur sisaldab tavaliselt perliiti (ferriidi ja tsementiidi segu). Kui see materjal läbib grafitiseerimise, laguneb see perliidiks ferriidiks ja juhuslikult hajutatud grafiidiks. See võib põhjustada terase haprust ja kui need grafiidiosakesed on maatriksis juhuslikult jaotunud, võib see kaasa tuua mõõduka tugevuse vähenemise. Küll aga saame grafitiseerumist ära hoida, kasutades suurema takistusega materjale, mis on grafitiseerumise suhtes vähem tundlikud. Lisaks saame muuta keskkonda (näiteks suurendades pH-d või vähendades kloriidisisaldust). Grafitiseerumise vältimiseks on veel üks meetod, mis hõlmab katete kasutamist malmi katoodkaitseks.
Mis on karboniseerimine?
Karboniseerimine on tööstuslik protsess, mille käigus orgaaniline aine muundatakse süsinikuks. Orgaaniline aine, mida me siin kaalume, hõlmab taime- ja loomakorjuseid. See protsess toimub hävitava destilleerimise teel. See on pürolüüsireaktsioon, mida peetakse keerukaks protsessiks, mille käigus saame jälgida paljusid üheaegselt toimuvaid keemilisi reaktsioone. Näiteks dehüdrogeenimine, kondensatsioon, vesiniku ülekanne ja isomerisatsioon. Karboniseerimisprotsess erineb karboniseerimisprotsessist, kuna karboniseerimine on kiirem protsess, kuna selle reaktsioonikiirus on mitu suurusjärku kiirem. Tavaliselt saab rakendatav kuumus kontrollida karboniseerumisastet ja võõrelementide jääksisaldust. Näiteks temperatuuril 1200K on jäägi süsinikusisaldus umbes 90% massist, samal ajal kui temperatuuril umbes 1600K on jäägi süsinikusisaldus umbes 99% massist. Tavaliselt on karboniseerimine eksotermiline reaktsioon, mille saame isemajandavaks muuta või kasutada energiaallikana, mis ei moodusta süsinikdioksiidi jälgi. Kui aga bioloogilised materjalid puutuvad kokku äkiliste kuumuse muutustega (näiteks tuumaplahvatuse korral), karboniseerub bioloogiline materjal kiiresti ja muutub tahkeks süsinikuks.
Mis vahe on grafitiseerimisel ja karboniseerimisel?
Grafitiseerimine ja karboniseerimine on kaks tööstuslikku protsessi, mis hõlmavad süsinikku reagendi või tootena. Kuid karboniseerimine hõlmab orgaanilise aine muundamist süsinikuks, grafitiseerimine aga süsiniku muundamist grafiidiks. Seetõttu on karboniseerimine keemiline muutus, grafitiseerimine aga mikrostruktuuriline muutus.
