कृत्रिम ग्रेफाइट का परिचय और अनुप्रयोग

कृत्रिम ग्रेफाइट क्रिस्टलीय संरचना के आधार पर बहुक्रिस्टलीय होता है। कृत्रिम ग्रेफाइट कई प्रकार के होते हैं और इनके उत्पादन की प्रक्रियाएँ भी भिन्न-भिन्न होती हैं।
व्यापक अर्थ में, कार्बनिक पदार्थों के कार्बनीकरण और उच्च तापमान पर ग्रेफाइटीकरण के बाद प्राप्त सभी ग्रेफाइट सामग्रियों को सामूहिक रूप से कृत्रिम ग्रेफाइट कहा जा सकता है, जैसे कार्बन (ग्रेफाइट) फाइबर, पायरोलिटिक कार्बन (ग्रेफाइट), फोम ग्रेफाइट, आदि।

संकीर्ण अर्थ में, कृत्रिम ग्रेफाइट आमतौर पर थोक ठोस सामग्री को संदर्भित करता है, जैसे कि ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड, आइसोस्टैटिक ग्रेफाइट, जो कम अशुद्धता वाले चारकोल कच्चे माल (पेट्रोलियम कोक, एस्फाल्ट कोक, आदि) को समुच्चय के रूप में और कोयला पिच को बाइंडर के रूप में उपयोग करके बैचिंग, मिश्रण, मोल्डिंग, कार्बनीकरण (उद्योग में रोस्टिंग के रूप में जाना जाता है) और ग्रेफाइटीकरण द्वारा बनाया जाता है।
कृत्रिम ग्रेफाइट कई रूपों में पाया जाता है, जिनमें पाउडर, फाइबर और ब्लॉक शामिल हैं। हालांकि, कृत्रिम ग्रेफाइट का संकीर्ण अर्थ आमतौर पर ब्लॉक होता है, जिसे उपयोग के समय एक निश्चित आकार में ढालना पड़ता है। इसे एक प्रकार का बहुचरणीय पदार्थ माना जा सकता है, जिसमें पेट्रोलियम कोक या एस्फाल्ट कोक जैसे कार्बन कणों द्वारा रूपांतरित ग्रेफाइट चरण, कणों के चारों ओर लेपित कोयला पिच बाइंडर द्वारा रूपांतरित ग्रेफाइट चरण, ऊष्मा उपचार के बाद कोयला पिच बाइंडर द्वारा निर्मित कण संचय या छिद्र आदि शामिल हैं। सामान्यतः, ऊष्मा उपचार का तापमान जितना अधिक होगा, ग्रेफाइटीकरण की मात्रा उतनी ही अधिक होगी। कृत्रिम ग्रेफाइट के औद्योगिक उत्पादन में, ग्रेफाइटीकरण की मात्रा आमतौर पर 90% से कम होती है।

प्राकृतिक ग्रेफाइट की तुलना में, कृत्रिम ग्रेफाइट में ऊष्मा स्थानांतरण और विद्युत चालकता, चिकनाई और प्लास्टिसिटी कमजोर होती है, लेकिन कृत्रिम ग्रेफाइट में प्राकृतिक ग्रेफाइट की तुलना में बेहतर घिसाव प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध और कम पारगम्यता भी होती है।

कृत्रिम ग्रेफाइट के उत्पादन के लिए मुख्य रूप से पेट्रोलियम कोक, नीडल कोक, एस्फाल्ट कोक, कोल पिच, कार्बन माइक्रोस्फीयर आदि कच्चे माल के रूप में उपयोग किए जाते हैं। इसके अनुगामी उत्पादों में मुख्य रूप से ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड, प्री-बेक्ड एनोड, आइसोस्टैटिक ग्रेफाइट, उच्च शुद्धता वाला ग्रेफाइट, न्यूक्लियर ग्रेफाइट, हीट एक्सचेंजर आदि शामिल हैं।

कृत्रिम ग्रेफाइट के उत्पाद अनुप्रयोग मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलुओं में परिलक्षित होते हैं:

1. ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड: पेट्रोलियम कोक और नीडल कोक को कच्चे माल के रूप में और कोल पिच को बाइंडर के रूप में उपयोग करके, ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड को कैल्सीनेशन, बैचिंग, मिक्सिंग, प्रेसिंग, रोस्टिंग, ग्रेफाइटाइजेशन और मशीनिंग प्रक्रियाओं द्वारा बनाया जाता है। इसका व्यापक रूप से उपयोग इलेक्ट्रिक फर्नेस स्टील, औद्योगिक सिलिकॉन, पीले फास्फोरस और अन्य उपकरणों में किया जाता है, जहां यह आर्क के रूप में विद्युत ऊर्जा उत्सर्जित करके आवेश को गर्म और पिघलाता है।

2. पूर्व-पका हुआ एनोड: पेट्रोलियम कोक को कच्चे माल के रूप में और कोयला पिच को बाइंडर के रूप में उपयोग करके, कैल्सीनेशन, बैचिंग, मिक्सिंग, प्रेसिंग, रोस्टिंग, इम्प्रग्नेशन, ग्रेफाइटाइजेशन और मशीनिंग के माध्यम से बनाया जाता है, इसका उपयोग आमतौर पर इलेक्ट्रोलाइटिक एल्यूमीनियम उपकरणों के प्रवाहकीय एनोड के रूप में किया जाता है।

3. बेयरिंग, सीलिंग रिंग: संक्षारक मीडिया ले जाने वाले उपकरण, व्यापक रूप से कृत्रिम ग्रेफाइट से बने पिस्टन रिंग, सीलिंग रिंग और बेयरिंग का उपयोग करते हैं, बिना चिकनाई वाले तेल को डाले काम करते हैं।

4. ऊष्मा विनिमयक, फ़िल्टर श्रेणी: कृत्रिम ग्रेफाइट में संक्षारण प्रतिरोध, अच्छी तापीय चालकता और कम पारगम्यता के गुण होते हैं। इसका उपयोग रासायनिक उद्योग में ऊष्मा विनिमयक, प्रतिक्रिया टैंक, अवशोषक, फ़िल्टर और अन्य उपकरण बनाने में व्यापक रूप से किया जाता है।

5. विशेष ग्रेफाइट: उच्च गुणवत्ता वाले पेट्रोलियम कोक को कच्चे माल के रूप में, कोयला पिच या सिंथेटिक राल को बाइंडर के रूप में उपयोग करके, कच्चे माल की तैयारी, बैचिंग, गूंधना, दबाना, कुचलना, मिश्रण करना, गूंधना, मोल्डिंग, कई बार भूनना, कई बार प्रवेश करना, शुद्धिकरण और ग्रेफाइटीकरण, मशीनिंग और निर्माण जैसी प्रक्रियाओं के माध्यम से, इसमें आम तौर पर आइसोस्टैटिक ग्रेफाइट, परमाणु ग्रेफाइट, उच्च शुद्धता वाला ग्रेफाइट शामिल होता है, जिसका उपयोग एयरोस्पेस, इलेक्ट्रॉनिक्स, परमाणु उद्योग क्षेत्रों में किया जाता है।