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石墨電極的鋰化與膨脹過程

電池內(nèi)部產(chǎn)氣是導致電池鼓脹的一個重要原因，無論是電池在常溫循環(huán)、高溫循環(huán)、高溫擱置時，其均會產(chǎn)生不同程度的鼓脹產(chǎn)氣。據(jù)目前研究結果顯示，引起電芯脹氣的本質(zhì)是電解液發(fā)生分解所致。但是它在高溫下容易氧化，石墨的氧化從450℃開始，超過750℃后氧化急劇增加，且隨著溫度的升高而加劇，這就限制了其使用。電解液分解有兩種情況，一個是電解液有雜質(zhì)，比如水分和金屬雜質(zhì)使電解液分解產(chǎn)氣，另一個是電解液的電化學窗口太低，造成了充電過程中的分解，電解液中的EC、DEC等溶劑在得到電子后，均會產(chǎn)生自由基，自由基反應的直接后果就是產(chǎn)生低沸點的烴類、酯類、醚類和CO2等。

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石墨的輻照損傷對反應堆，特別是球床高溫氣冷堆的技術經(jīng)濟性能具有決定性的作用.中子慢化的機制是中子與慢化材料原子的彈性散射(碰撞)，把其攜帶的能量傳遞給慢化材料的原子.石墨也是核聚變反應堆面向等離子體材料的很有希望的候選材料.隨著中子注量的增加，石墨先是收縮，達到小值后，收縮減小，恢復到原始尺寸，隨后迅速膨脹，為了有效地利用裂變釋放出來的中子，應使其慢化下來.石墨的熱態(tài)性能通過輻照試驗求得，輻照試驗條件應盡可能與反應堆實際工況相同。為了降低石墨材料的氧化消耗，世界上許多科學工作者都開展了防氧化、添加涂層、改變原料配比工藝等研究工作，并取得了許多成果，主要是采用浸漬和噴涂的方法使其表面形成保護層以阻止石墨與氧的高溫反應。

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?石墨電極的加料控制。

爐料（廢鋼、DRI、鐵水）成本可能是石墨電極煉鋼成本變化較大的因素，因此，許多石墨電極生產(chǎn)者，除為獲得一定產(chǎn)品質(zhì)量外，也為尋求較佳生產(chǎn)成本而交替改變爐料加入模式。達涅利開發(fā)了一種石墨電極冶煉不銹鋼的加料模型，該模型估算出原料占"生產(chǎn)成本的80％以上"。石墨電極廠家的低成本爐料（LCC）模型旨在通過考慮每一爐需要采用的生產(chǎn)方法、影響因素及限制條件包括原料、時間、廢鋼庫存，優(yōu)化石墨電極加料。端部高溫升華速率主要取決于通過電極的電流密度，其次與電極側部氧化后的直徑大小有關，端部消耗還與是否用電極插入鋼水增炭有關。該模型按照廢鋼、鐵合金、爐內(nèi)殘余鋼液和回爐鋼液（如果有）總量把每爐爐料作為計算因子，并提供了不同的計算模式與功能。

?石墨電極高溫防氧化涂料性能。

石墨電極正常工作時溫度可以達到1400℃，在這樣的高溫下，石墨電極內(nèi)襯在高溫火焰燒烤下，內(nèi)襯的保溫磚、保溫棉等保溫隔熱材料高溫具氧化老化，材料發(fā)酥脆化，保溫隔熱效果下降，石墨電極安全指數(shù)急劇下降。高溫下的石墨包括石墨電極、石墨模具和石墨坩堝三種，這三種材料中的石墨在高溫下，石墨很容易發(fā)生氧化燃燒反應，造成材料表面膠碳層氣孔率增加和結構疏松，影響使用壽命。電極的化學成分是碳，碳在一定條件下與空氣、水蒸氣、二氧化碳都會發(fā)生氧化反應，電極側部氧化量與單位氧化速率和暴露面積有關。

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