Perbezaan teras dalam sifat pengkalsinan antara kok berasaskan minyak dan kok berasaskan arang batu terletak pada laluan tindak balas yang berbeza yang didorong oleh perbezaan dalam komposisi kimia bahan mentahnya, yang seterusnya membawa kepada variasi ketara dalam evolusi struktur kristal, perubahan sifat fizikal dan kesukaran kawalan proses. Analisis terperinci adalah seperti berikut:
1. Perbezaan dalam Komposisi Kimia Bahan Mentah Meletakkan Asas untuk Tingkah Laku Kalsinasi
Kok berasaskan minyak diperoleh daripada sulingan berat seperti sisa petroleum dan minyak jernih yang dipecahkan dengan pemangkin. Komposisi kimianya terutamanya dicirikan oleh hidrokarbon aromatik polisiklik rantai sisi pendek yang bersambung secara linear, dengan kandungan sulfur, nitrogen, oksigen dan heteroatom logam yang agak rendah, serta bendasing pepejal dan bahan tak larut kuinolin yang minimum. Komposisi ini menghasilkan proses pengkalsinan yang didominasi oleh tindak balas pirolisis, dengan laluan tindak balas yang agak mudah dan penyingkiran bendasing yang menyeluruh.
Sebaliknya, kok berasaskan arang batu dihasilkan daripada pic tar arang batu dan sulingannya, yang mengandungi perkadaran hidrokarbon aromatik polisiklik rantai sisi panjang dan terkondensasi yang lebih tinggi, bersama-sama dengan sejumlah besar sulfur, nitrogen, heteroatom oksigen dan bendasing pepejal. Komposisi kok berasaskan arang batu yang kompleks bukan sahaja membawa kepada tindak balas pirolisis tetapi juga tindak balas pemeluwapan yang ketara semasa pengkalsinan, mengakibatkan laluan tindak balas yang lebih rumit dan kesukaran yang lebih besar dalam penyingkiran bendasing.
2. Perbezaan dalam Evolusi Struktur Kristal Mempengaruhi Sifat Bahan
Semasa pengkalsinan, mikrokristal karbon dalam kok berasaskan minyak secara beransur-ansur meningkat dari segi diameter (La), ketinggian (Lc), dan bilangan lapisan dalam kristal (N). Kandungan mikrokristal grafit ideal (Ig/Iall) juga meningkat dengan ketara. Walaupun Lc mengalami "titik infleksi" disebabkan oleh pelepasan jirim meruap dan pengecutan kok mentah, struktur kristal keseluruhan menjadi lebih teratur, dengan tahap penggrafitan yang lebih tinggi. Evolusi struktur ini memberikan kok berasaskan minyak sifat-sifat yang sangat baik seperti pekali pengembangan haba yang rendah, kerintangan elektrik yang rendah, dan kekonduksian elektrik yang tinggi selepas pengkalsinan, menjadikannya amat sesuai untuk pembuatan elektrod grafit berkuasa ultra tinggi bersaiz besar.
Begitu juga, struktur mikrokristal karbon kok berasaskan arang batu berkembang dengan peningkatan La, Lc, dan N semasa pengkalsinan. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh pengaruh bendasing dan tindak balas pemeluwapan dalam bahan mentah, terdapat lebih banyak kecacatan kristal, dan peningkatan kandungan mikrokristal grafit ideal adalah terhad. Di samping itu, fenomena "titik infleksi" untuk Lc lebih ketara dalam kok berasaskan arang batu, dan lapisan yang baru ditambah mempamerkan "kerosakan susunan" rawak dengan lapisan asal, yang membawa kepada turun naik yang ketara dalam jarak antara lapisan (d002). Ciri-ciri struktur ini mengakibatkan kok berasaskan arang batu mempunyai pekali pengembangan haba dan kerintangan elektrik yang lebih rendah daripada kok berasaskan minyak selepas pengkalsinan, tetapi kekuatan dan rintangan lelasan yang lebih lemah, menjadikannya lebih sesuai untuk menghasilkan elektrod berkuasa tinggi dan elektrod berkuasa ultra tinggi bersaiz sederhana.
3. Perbezaan dalam Perubahan Sifat Fizikal Menentukan Kawasan Aplikasi
Semasa pengkalsinan, kok berasaskan minyak mengalami pelepasan jirim meruap yang menyeluruh dan pengecutan isipadu yang seragam, mengakibatkan peningkatan ketara dalam ketumpatan sebenar (sehingga 2.00–2.12 g/cm³) dan peningkatan ketara dalam kekuatan mekanikal. Pada masa yang sama, kekonduksian elektrik, rintangan pengoksidaan dan kestabilan kimia bahan yang dikalsin dipertingkatkan dengan ketara, memenuhi keperluan prestasi yang ketat untuk produk grafit mewah.
Sebaliknya, kok berasaskan arang batu mengalami kepekatan tegasan setempat semasa pelepasan bahan meruap disebabkan oleh kandungan bendasingnya yang lebih tinggi, yang membawa kepada pengecutan isipadu yang tidak sekata dan peningkatan ketumpatan sebenar yang agak kecil. Tambahan pula, kekuatan yang lebih rendah dan rintangan lelasan yang lebih lemah bagi kok berasaskan arang batu selepas pengkalsinan, berserta kecenderungannya untuk mengembang semasa penggrafitan suhu tinggi, memerlukan kawalan ketat terhadap kadar kenaikan suhu. Ciri-ciri sifat ini mengehadkan penggunaan kok berasaskan arang batu dalam medan mewah, walaupun pekali pengembangan haba dan kerintangan elektriknya yang rendah masih menjadikannya tidak boleh digantikan di kawasan tertentu.
4. Perbezaan dalam Kesukaran Kawalan Proses Mempengaruhi Kecekapan Pengeluaran
Disebabkan komposisi kimianya yang agak mudah, kok berasaskan minyak mempamerkan laluan tindak balas yang jelas semasa pengkalsinan, mengakibatkan kesukaran kawalan proses yang lebih rendah. Dengan mengoptimumkan parameter seperti suhu pengkalsinan, kadar pemanasan dan kawalan atmosfera, kualiti dan kecekapan pengeluaran produk yang dikalsin dapat ditingkatkan dengan berkesan. Selain itu, kandungan bahan meruap yang tinggi dalam kok berasaskan minyak menyediakan tenaga haba yang dibekalkan sendiri semasa pengkalsinan, sekali gus mengurangkan kos pengeluaran.
Sebaliknya, komposisi kimia kok berasaskan arang batu yang kompleks membawa kepada laluan tindak balas yang pelbagai semasa pengkalsinan, meningkatkan kesukaran kawalan proses. Prarawatan bahan mentah yang ketat, kawalan kadar pemanasan yang tepat dan pelarasan atmosfera khas diperlukan untuk memastikan kualiti produk yang stabil selepas pengkalsinan. Tambahan pula, kok berasaskan arang batu memerlukan penambahan tenaga haba tambahan semasa pengkalsinan, meningkatkan kos pengeluaran dan penggunaan tenaga.
Masa siaran: 07-Apr-2026