പെട്രോളിയം കോക്കിന്റെ (സൂചി പോലുള്ള, സ്പോഞ്ചി പോലുള്ള, പെല്ലറ്റ് പോലുള്ള) സൂക്ഷ്മഘടന കാൽസിനേഷൻ ചുരുങ്ങൽ നിരക്കിലും യഥാർത്ഥ സാന്ദ്രതയിലും എന്ത് സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു?

1. നീഡിൽ കോക്ക്: കുറഞ്ഞ ചുരുങ്ങലിനും ഉയർന്ന യഥാർത്ഥ സാന്ദ്രതയ്ക്കും ഒരു സാധാരണ ഉദാഹരണം.

• ഘടനാപരമായ സവിശേഷതകൾ: സൂചി കോക്ക് നാരുകളുള്ളതോ നീളമേറിയതോ ആയ ഘടന കാണിക്കുന്നു, നീളമേറിയ ദീർഘവൃത്താകൃതിയിലുള്ള സുഷിരങ്ങൾ ക്രമീകരിച്ച രീതിയിൽ ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. കാൽസിനേഷൻ സമയത്ത് മികച്ച സാന്ദ്രതാ ശേഷി ഈ ഘടന പ്രകടമാക്കുന്നു.
• കാൽസിനേഷൻ ചുരുങ്ങൽ:
  • നീഡിൽ കോക്കിന് താരതമ്യേന കുറഞ്ഞ ചുരുങ്ങൽ നിരക്കാണുള്ളത്, സാധാരണയായി 10% മുതൽ 20% വരെയാണ്. ഉയർന്ന താപനിലയിൽ തന്മാത്രാ പുനഃക്രമീകരണത്തിലൂടെയും സുഷിരങ്ങൾ അടയ്ക്കുന്നതിലൂടെയും ഇതിന്റെ നാരുകളുള്ള ഘടന ചുരുങ്ങുന്നു, അതേസമയം സുഷിരങ്ങളുടെ ക്രമീകൃത ക്രമീകരണം ക്രമരഹിതമായ ചുരുങ്ങലിനുള്ള ഇടം കുറയ്ക്കുകയും അതുവഴി മൊത്തത്തിലുള്ള ചുരുങ്ങൽ നിരക്ക് കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
  • ഉദാഹരണത്തിന്, താപ സമ്മർദ്ദം ഏകതാനമായി ചിതറിക്കാനുള്ള കഴിവ് കാരണം, 1300°C കാൽസിനേഷനിൽ, സൂചി കോക്കിന്റെ വോള്യൂമെട്രിക് ചുരുങ്ങൽ സ്പോഞ്ച് കോക്കിന്റെ പകുതി മാത്രമായിരിക്കാം.
• യഥാർത്ഥ സാന്ദ്രത:
  • നീഡിൽ കോക്കിന് ഉയർന്ന യഥാർത്ഥ സാന്ദ്രതയുണ്ട്, സാധാരണയായി 2.10–2.15 g/cm³ വരെ എത്തുന്നു. ഇത് അതിന്റെ ഉയർന്ന അളവിലുള്ള ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷനെയും സാന്ദ്രമായ ക്രിസ്റ്റലിൻ ഘടനയെയും പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് അതിന്റെ നാരുകളുള്ള ഘടനയിലെ കാർബൺ പാളികളുടെ ക്രമീകൃത ക്രമീകരണവുമായി അടുത്ത ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.
  • ഘടനാപരമായ വൈകല്യങ്ങൾ കുറവായതിനാലും കാർബൺ പാളികളുടെ കട്ടി കൂടുന്നതിനാലും സൂചി കോക്കിന്റെ യഥാർത്ഥ സാന്ദ്രത സ്പോഞ്ച് കോക്കിനേക്കാൾ ഏകദേശം 5%–10% കൂടുതലാണെന്ന് പഠനങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

2. സ്പോഞ്ച് കോക്ക്: ഉയർന്ന ചുരുങ്ങലിനും കുറഞ്ഞ യഥാർത്ഥ സാന്ദ്രതയ്ക്കും ഒരു സാധാരണ ഉദാഹരണം.

• ഘടനാപരമായ സവിശേഷതകൾ: സ്പോഞ്ച് കോക്കിന് സുഷിരങ്ങളുള്ളതും സ്പോഞ്ച് പോലുള്ളതുമായ ഘടനയുണ്ട്, അതിൽ ക്രമരഹിതമായ വലിപ്പവും വിതരണവും ഉള്ള സുഷിരങ്ങൾ, നേർത്ത ചാരനിറം (ചാര ഭിത്തികൾ), പൊട്ടൽ എന്നിവയുണ്ട്.
• കാൽസിനേഷൻ ചുരുങ്ങൽ:
  • സ്പോഞ്ച് കോക്കിന് ഉയർന്ന സങ്കോച നിരക്ക് ഉണ്ട്, സാധാരണയായി 30% മുതൽ 50% വരെ. അതിന്റെ ക്രമരഹിതമായ സുഷിര ഘടന കാൽസിനേഷൻ സമയത്ത് ബാഷ്പീകരണ പ്രകാശനവും താപ സമ്മർദ്ദ സാന്ദ്രതയും കാരണം സുഷിരങ്ങൾ തകരാൻ സാധ്യതയുണ്ട്, ഇത് ഗണ്യമായ സങ്കോചത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു.
  • ഉദാഹരണത്തിന്, 1200°C കാൽസിനേഷനിൽ, സ്പോഞ്ച് കോക്കിന്റെ വോള്യൂമെട്രിക് ചുരുങ്ങൽ 40% കവിഞ്ഞേക്കാം, ഇത് സൂചി കോക്കിനേക്കാൾ വളരെ കൂടുതലാണ്.
• യഥാർത്ഥ സാന്ദ്രത:
  • സ്പോഞ്ച് കോക്കിന്റെ യഥാർത്ഥ സാന്ദ്രത താരതമ്യേന കുറവാണ്, സാധാരണയായി 1.90 നും 2.05 g/cm³ നും ഇടയിലാണ്. ഇതിന് കാരണം അതിന്റെ ഘടനയിലെ വലിയ അളവിലുള്ള അവശിഷ്ട സുഷിരങ്ങളും കാർബൺ പാളികളുടെ ക്രമരഹിതമായ ക്രമീകരണവുമാണ്, ഇത് നിരവധി സ്ഫടിക വൈകല്യങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്നു.
  • സൂചി കോക്കുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, സ്പോഞ്ച് കോക്കിന്റെ യഥാർത്ഥ സാന്ദ്രത 10%–15% കുറവായിരിക്കാം, കാരണം അപര്യാപ്തമായ സാന്ദ്രതയാണ് ഇതിന് കാരണം.

3. ഷോട്ട് കോക്ക്: മിതമായ ചുരുങ്ങലും യഥാർത്ഥ സാന്ദ്രതയും ഉള്ള ഒരു ഇന്റർമീഡിയറ്റ് അവസ്ഥ

• ഘടനാപരമായ സവിശേഷതകൾ: ഷോട്ട് കോക്ക് ഗോളാകൃതിയിലോ ഉരുള പോലെയോ കാണപ്പെടുന്നു, കട്ടിയുള്ള പ്രതലവും കുറച്ച് സുഷിരങ്ങളുമുണ്ട്, ഇത് സൂചി കോക്കിനും സ്പോഞ്ച് കോക്കിനും ഇടയിലുള്ള ഒരു ഘടനാപരമായ ഇടനിലക്കാരനെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു.
• കാൽസിനേഷൻ ചുരുങ്ങൽ:
  • ഷോട്ട് കോക്കിന്റെ ചുരുങ്ങൽ നിരക്ക് സാധാരണയായി 20% മുതൽ 30% വരെയാണ്. കാൽസിനേഷൻ സമയത്ത് ഉപരിതല പിരിമുറുക്കം കാരണം അതിന്റെ ഗോളാകൃതി ചുരുങ്ങുന്നു, പക്ഷേ പരിമിതമായ ആന്തരിക സുഷിരം ചുരുങ്ങൽ വ്യാപ്തിയെ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു.
  • ഉദാഹരണത്തിന്, 1250°C കാൽസിനേഷനിൽ, ഷോട്ട് കോക്കിന്റെ വോള്യൂമെട്രിക് ചുരുങ്ങൽ 25% ആയിരിക്കാം, ഇത് സൂചി കോക്കിനും സ്പോഞ്ച് കോക്കിനും ഇടയിലാണ്.
• യഥാർത്ഥ സാന്ദ്രത:
  • ഷോട്ട് കോക്കിന്റെ യഥാർത്ഥ സാന്ദ്രത സാധാരണയായി 2.00 നും 2.10 g/cm³ നും ഇടയിലാണ്. ഇതിന്റെ ഘടനാപരമായ സാന്ദ്രത സ്പോഞ്ച് കോക്കിനേക്കാൾ മികച്ചതാണ്, പക്ഷേ സൂചി കോക്കിനേക്കാൾ താഴ്ന്നതാണ്, ഇത് ഒരു ഇന്റർമീഡിയറ്റ് യഥാർത്ഥ സാന്ദ്രതയ്ക്ക് കാരണമാകുന്നു.
  • ഷോട്ട് കോക്കിന്റെ യഥാർത്ഥ സാന്ദ്രത സ്പോഞ്ച് കോക്കിനേക്കാൾ ഏകദേശം 5% കൂടുതലാണെന്നും എന്നാൽ സൂചി കോക്കിനേക്കാൾ 3%–5% കുറവാണെന്നും ഗവേഷണങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു.

ഘടന-സ്വത്ത് ബന്ധങ്ങളുടെ സമഗ്രമായ വിശകലനം

• ചുരുക്കൽ സംവിധാനം:
  • സൂചി കോക്കിന്റെ ക്രമീകരിച്ച നാരുകളുടെ ഘടന ക്രമരഹിതമായ ചുരുങ്ങൽ പാതകൾ കുറയ്ക്കുകയും അതിന്റെ ചുരുങ്ങൽ നിരക്ക് കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു; സ്പോഞ്ച് കോക്കിന്റെ ക്രമരഹിതമായ സുഷിര ഘടന സുഷിര തകർച്ച മൂലം ഉയർന്ന ചുരുങ്ങലിന് കാരണമാകുന്നു; ഷോട്ട് കോക്കിന്റെ ഗോളാകൃതിയിലുള്ള ഘടന ഉപരിതല പിരിമുറുക്കത്തിലൂടെ മിതമായ ചുരുങ്ങൽ കൈവരിക്കുന്നു.
• യഥാർത്ഥ സാന്ദ്രത സംവിധാനം:
  • യഥാർത്ഥ സാന്ദ്രത ക്രിസ്റ്റലിൻ ഘടന സാന്ദ്രതയുമായി നേരിട്ട് ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. സൂചി കോക്കിന്റെ ക്രമീകരിച്ച കാർബൺ പാളി ക്രമീകരണവും കുറഞ്ഞ വൈകല്യ സാന്ദ്രതയും ഉയർന്ന യഥാർത്ഥ സാന്ദ്രതയ്ക്ക് കാരണമാകുന്നു; സ്പോഞ്ച് കോക്കിന്റെ ക്രമരഹിതമായ ഘടനയും അവശിഷ്ട സുഷിരങ്ങളും യഥാർത്ഥ സാന്ദ്രത കുറയ്ക്കുന്നു; ഷോട്ട് കോക്ക് ഇന്റർമീഡിയറ്റ് ഗുണങ്ങൾ പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നു.
• പ്രോസസ് ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ ശുപാർശകൾ:
  • കുറഞ്ഞ സങ്കോചവും ഉയർന്ന യഥാർത്ഥ സാന്ദ്രതയും ആവശ്യമുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് (ഉദാഹരണത്തിന്, ഉയർന്ന പവർ ഗ്രാഫൈറ്റ് ഇലക്ട്രോഡുകൾ), സൂചി കോക്ക് ഉപയോഗിക്കുന്നതാണ് നല്ലത്;
  • കുറഞ്ഞ പ്രകടന ആവശ്യകതകളുള്ള (ഉദാ: ഇന്ധനം) ചെലവ് കുറഞ്ഞ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക്, സ്പോഞ്ച് കോക്ക് അല്ലെങ്കിൽ ഷോട്ട് കോക്ക് കൂടുതൽ അനുയോജ്യമാകും;
  • കാൽസിനേഷൻ താപനിലയും (ഉദാ. 1300°C-ന് മുകളിൽ) ചൂടാക്കൽ നിരക്കും (ഉദാ. 50°C/മിനിറ്റിൽ താഴെ) ക്രമീകരിക്കുന്നത് സൂചി കോക്കിന്റെ യഥാർത്ഥ സാന്ദ്രതയും ചുരുങ്ങലും കൂടുതൽ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യാൻ സഹായിക്കും.