Какво е графитизация?
Графитизацията е промишлен процес, при който въглеродът се превръща в графит. Това е микроструктурна промяна, която се случва във въглеродна или нисколегирана стомана, която е изложена на температури от 425 до 550 градуса по Целзий за дълго време, като например хиляда часа. Това е един вид крехкост. Например, микроструктурата на въглеродна молибденова стомана обикновено съдържа перлит (смес от ферит и цементит). Когато този материал се подложи на обработка с графитизация, това ще доведе до разлагане на перлита на ферит и произволно диспергиран графит. Това може да доведе до крехкост на стоманата и когато тези графитни частици са произволно разпределени в матрицата, това може да доведе до умерено намаляване на якостта. Въпреки това можем да предотвратим графитизацията, като използваме материали с по-висока устойчивост, които са по-малко чувствителни към графитизация. Освен това можем да модифицираме околната среда (например чрез повишаване на pH или намаляване на съдържанието на хлорид). Има и друг метод за предотвратяване на графитизацията, който включва използването на покрития за катодна защита на чугун.
Какво е карбонизация?
Карбонизацията е промишлен процес, при който органичната материя се превръща във въглерод. Органичната материя, която разглеждаме тук, включва растителни и животински трупове. Този процес се осъществява чрез деструктивна дестилация. Това е реакция на пиролиза, считана за сложен процес, при който можем да наблюдаваме много химични реакции, протичащи едновременно. Например дехидрогениране, кондензация, пренос на водород и изомеризация. Процесът на карбонизация е различен от процеса на карбонизация, тъй като карбонизацията е по-бърз процес, тъй като скоростта на реакцията му е с много порядъци по-бърза. Обикновено приложената топлина може да контролира степента на карбонизация и остатъчното съдържание на чужди елементи. Например, при температура от 1200K съдържанието на въглерод в остатъка е около 90% от теглото, докато при температура от около 1600K, съдържанието на въглерод в остатъка е около 99% от теглото. Обикновено карбонизацията е екзотермична реакция, която можем да направим самоподдържаща се или използвана като енергиен източник, който не образува следи от газ въглероден диоксид. Въпреки това, ако биологичните материали са изложени на внезапни промени в топлината (като например при ядрена експлозия), биологичният материал бързо ще се карбонизира и ще се превърне в твърд въглерод.
Каква е разликата между графитизация и карбонизация?
Графитизацията и карбонизацията са два индустриални процеса, които включват въглерод като реагент или продукт. Но карбонизацията включва превръщането на органичната материя във въглерод, докато графитизацията включва превръщането на въглерода в графит. Следователно карбонизацията е химическа промяна, докато графитизацията е микроструктурна промяна.
