Avainero hiiltymisen ja grafitoinnin välillä on se, että hiiltymiseen liittyy orgaanisen aineen muuttuminen hiileksi, kun taas grafitointi sisältää hiilen muuntamisen grafiitiksi.
Hiiltäminen ja grafitointi ovat kaksi toisistaan eroavaa teollista prosessia, mutta molemmissa prosesseissa käytetään hiiltä joko lähtöaineena tai tuotteena.
Mitä hiilidioksidi on?
Hiiltäminen on teollinen prosessi, jossa orgaaninen aines muunnetaan hiileksi. Tässä tarkastelemamme orgaaninen aines sisältää kasvit ja kuolleet eläinaineet. Prosessi tapahtuu tuhoavan tislauksen kautta. Se on pyrolyyttinen reaktio, jota pidetään monimutkaisena prosessina, jossa voimme havaita monia samanaikaisesti tapahtuvia kemiallisia reaktioita. Esimerkiksi dehydraus, kondensaatio, vedyn siirto ja isomerointi.
Hiltymisprosessi eroaa hiiltymisprosessista, koska hiiltyminen on nopeampi prosessi, koska sen reaktionopeus on useiden suuruusluokkien verran nopeampi. Yleensä käytetyllä lämmön määrällä voidaan kontrolloida hiiltymisastetta ja vieraiden alkuaineiden jäännöspitoisuutta. Esimerkiksi lämpötilassa 1200 K jäännöksen hiilipitoisuus on noin 90 painoprosenttia, kun taas noin 1600 K lämpötilassa se on noin 99 painoprosenttia.
Yleensä hiiltyminen on eksoterminen reaktio, ja voimme tehdä siitä itseään ylläpitävän, ja voimme käyttää sitä energialähteenä, joka ei muodosta hiilidioksidikaasujälkiä. Jos biomateriaali kuitenkin altistuu äkilliselle lämmönmuutokselle, esimerkiksi ydinräjähdyksessä, biomateriaali hiiltyy mahdollisimman pian ja muuttuu kiinteäksi hiileksi.
Mitä on grafitointi?
Grafitisointi on teollinen prosessi, jossa hiili muuttuu grafiitiksi. Se on mikrorakenteen muutos, joka tapahtuu hiili- tai niukkaseosteisessa teräksessä, joka altistuu 425-550 celsiusasteen lämpötiloille pitkäksi ajaksi, kuten tuhat tuntia. Se on eräänlaista haurastumista.
Esimerkiksi hiilimolybdeeniterästen mikrorakenne sisältää yleensä perliittiä (ferriitin ja sementiitin seosta). Kun tämä materiaali grafitoidaan, se johtaa perliitin hajoamiseen ferriitiksi ja satunnaisesti hajallaan olevaksi grafiitiksi. Tämä voi johtaa teräksen haurastumiseen, ja kun nämä grafiittihiukkaset jakautuvat satunnaisesti koko matriisiin, se voi johtaa kohtalaiseen lujuuden menettämiseen.
Voimme kuitenkin estää grafitoitumisen käyttämällä kestävämpää materiaalia, joka on vähemmän herkkä grafitoitumiselle. Lisäksi voimme estää sitä muokkaamalla ympäristöä mm. nostamalla pH:ta tai vähentämällä kloridipitoisuutta. On olemassa toinen menetelmä grafitisoitumisen estämiseksi, joka sisältää pinnoitteiden käytön, esim. valuraudan katodisuojaus.
Mitkä ovat yhtäläisyydet karbonisaation ja grafitoinnin välillä
Molemmat ovat tärkeitä teollisia prosesseja, joissa hiiltä käytetään joko lähtöaineena tai tuotteena
Mitä eroa on karbonisaatiolla ja grafitisoinnilla?
Hiiltäminen ja grafitointi ovat kaksi teollista prosessia. Keskeinen ero hiiltymisen ja grafitoinnin välillä on se, että hiiltymiseen liittyy orgaanisen aineen muuttuminen hiileksi, kun taas grafitointi sisältää hiilen muuntamisen grafiitiksi. Siksi hiiltyminen on kemiallinen muutos, kun taas grafitoituminen on mikrorakennemuutos.
Seuraava infografiikka tiivistää hiiltymisen ja grafitoinnin välisen eron taulukkomuodossa.
Yhteenveto – Hiiletys vs grafitointi
Hiiltäminen ja grafitointi ovat kaksi erilaista teollista prosessia. Keskeinen ero hiiltymisen ja grafitoinnin välillä on se, että hiiltymiseen liittyy orgaanisen aineen muuttuminen hiileksi, kun taas grafitointi sisältää hiilen muuntamisen grafiitiksi.
