Vad är grafitisering?
Grafitisering är en industriell process där kol omvandlas till grafit. Detta är en mikrostrukturell förändring som sker i kol eller låglegerat stål, som utsätts för temperaturer på 425 till 550 grader Celsius under lång tid, till exempel tusen timmar. Detta är en sorts försprödhet. Till exempel innehåller mikrostrukturen av kolmolybdenstål vanligtvis perlit (en blandning av ferrit och cementit). När detta material genomgår grafiteringsbehandling kommer det att göra att perlit sönderdelas till ferrit och slumpmässigt dispergerad grafit. Detta kan leda till försprödning av stålet, och när dessa grafitpartiklar är slumpmässigt fördelade i matrisen kan det resultera i en måttlig minskning av styrkan. Däremot kan vi förhindra grafitisering genom att använda material med högre resistans som är mindre känsliga för grafitisering. Dessutom kan vi modifiera miljön (till exempel genom att öka pH eller minska kloridhalten). Det finns en annan metod för att förhindra grafitisering, som inkluderar användning av beläggningar för katodiskt skydd av gjutjärn.
Vad är karbonisering?
Karbonisering är en industriell process där organiskt material omvandlas till kol. Det organiska materialet vi överväger här inkluderar växt- och djurkadaver. Denna process sker genom destruktiv destillation. Detta är en pyrolysreaktion, betraktad som en komplex process där vi kan observera många kemiska reaktioner som inträffar samtidigt. Till exempel dehydrering, kondensation, väteöverföring och isomerisering. Förkolningsprocessen skiljer sig från förkolningsprocessen eftersom förkolning är en snabbare process eftersom dess reaktionshastighet är många storleksordningar snabbare. Vanligtvis kan den applicerade värmen styra graden av förkolning och resthalten av främmande element. Till exempel, vid en temperatur av 1200K, är kolhalten i återstoden cirka 90 viktprocent, medan vid en temperatur av cirka 1600K, är kolhalten i återstoden cirka 99 viktprocent. Vanligtvis är karbonisering en exoterm reaktion som vi kan göra självförsörjande eller använda som en energikälla som inte bildar några spår av koldioxidgas. Men om biologiska material utsätts för plötsliga förändringar i värme (som vid en kärnexplosion), kommer det biologiska materialet snabbt att förkolnas och bli fast kol.
Vad är skillnaden mellan grafitisering och karbonisering?
Grafitisering och karbonisering är två industriella processer som involverar kol som en reaktant eller produkt. Men förkolning innebär att organiskt material omvandlas till kol, medan grafitisering innebär att kol omvandlas till grafit. Därför är karbonisering en kemisk förändring, medan grafitisering är en mikrostrukturell förändring.
