Qual è la chimica dietro gli elettrodi di grafite e in che modo influenza le loro prestazioni?​

La chimica alla base degli elettrodi di grafite è incentrata sulle proprietà uniche del carbonio nella sua forma cristallina -grafite​​-che è il risultato di un processo di produzione altamente controllato che prevede la carbonizzazione e la grafitizzazione​​ di composti organici come il coke di petrolio​​ e la pece di catrame di carbone​​. La grafite ha una struttura reticolare esagonale stratificata, in cui gli atomi di carbonio sono legati fortemente nei piani bi-dimensionali ma più liberamente tra i piani. Ciò conferisce alla grafite la sua eccellente conduttività elettrica e termica all'interno dei piani, l'elevata stabilità termica e le proprietà meccaniche anisotrope.

From a chemical perspective, the ​​purity of carbon​​ is critical. High-quality graphite electrodes are composed of ​​>99% di carbonio​​, con impurità minime come zolfo, azoto, ceneri o metalli pesanti​​, che possono causare​degrado degli elettrodi​​, ​​ossidazione​​ o contaminazione del metallo fuso​​-soprattutto nella produzione dell'acciaio e delle leghe​​. Le impurità possono anche aumentare la resistenza elettrica, riducendo l’efficienza.

Il processo di grafitizzazione​​-il riscaldamento di materiali carboniosi a oltre 2.500-3.000 gradi in un ambiente-privo di ossigeno-migliora la​cristallinità e l'allineamento degli atomi di carbonio​​, che migliora direttamente la conduttività elettrica​​, la resistenza agli shock termici​​ e la resistenza meccanica alle alte temperature​​.