Was ist Graphitisierung?
Graphitisierung ist ein industrieller Prozess, bei dem Kohlenstoff in Graphit umgewandelt wird. Diese Gefügeänderung tritt in kohlenstoffhaltigen oder niedriglegierten Stählen auf, die über längere Zeiträume, beispielsweise 1000 Stunden, Temperaturen von 425 bis 550 °C ausgesetzt sind. Es handelt sich dabei um eine Form der Versprödung. So enthält das Gefüge von Kohlenstoff-Molybdän-Stählen häufig Perlit (ein Gemisch aus Ferrit und Zementit). Bei der Graphitisierung zersetzt sich der Perlit in Ferrit und zufällig verteilten Graphit. Dies führt zu einer Versprödung des Stahls und einer geringfügigen Festigkeitsminderung, wenn diese Graphitpartikel ungeordnet in der Matrix verteilt sind. Graphitisierung lässt sich jedoch durch die Verwendung von Werkstoffen mit höherer Beständigkeit und geringerer Graphitisierungsempfindlichkeit verhindern. Zusätzlich kann die Umgebung modifiziert werden, beispielsweise durch Erhöhung des pH-Werts oder Reduzierung des Chloridgehalts. Eine weitere Möglichkeit zur Verhinderung von Graphitisierung ist die Verwendung einer Beschichtung, z. B. der kathodische Korrosionsschutz von Gusseisen.
Was ist Karbonisierung?
Die Karbonisierung ist ein industrielles Verfahren, bei dem organische Stoffe in Kohlenstoff umgewandelt werden. Zu den hier betrachteten organischen Stoffen gehören Pflanzen- und Tierkadaver. Dieser Prozess erfolgt durch trockene Destillation. Es handelt sich um eine pyrolytische Reaktion, die als komplexer Prozess gilt, bei dem viele chemische Reaktionen gleichzeitig ablaufen. Beispiele hierfür sind Dehydrierung, Kondensation, Wasserstofftransfer und Isomerisierung. Die Karbonisierung unterscheidet sich von der organischen Karbonisierung dadurch, dass sie um ein Vielfaches schneller abläuft. Im Allgemeinen kann die zugeführte Wärmemenge den Karbonisierungsgrad und die Menge der verbleibenden Fremdelemente steuern. Beispielsweise beträgt der Kohlenstoffgehalt des Rückstands bei 1200 K etwa 90 Gew.-% und bei etwa 1600 K etwa 99 Gew.-%. Die Karbonisierung ist im Allgemeinen eine exotherme Reaktion, die entweder unkontrolliert ablaufen oder als Energiequelle genutzt werden kann, ohne dass dabei Spuren von Kohlendioxid entstehen. Wird das Biomaterial jedoch plötzlichen Temperaturänderungen ausgesetzt (wie beispielsweise bei einer nuklearen Explosion), karbonisiert es sich schnellstmöglich und wird zu festem Kohlenstoff.
Die Graphitisierung ist der Karbonisierung ähnlich.
Beides sind wichtige industrielle Prozesse, bei denen Kohlenstoff als Reaktant oder Produkt zum Einsatz kommt.
Worin besteht der Unterschied zwischen Graphitisierung und Karbonisierung?
Graphitisierung und Karbonisierung sind zwei industrielle Verfahren. Der Hauptunterschied zwischen Karbonisierung und Graphitisierung besteht darin, dass bei der Karbonisierung organische Substanz in Kohlenstoff umgewandelt wird, während bei der Graphitisierung Kohlenstoff in Graphit umgewandelt wird. Karbonisierung ist somit eine chemische Reaktion, Graphitisierung hingegen eine Veränderung der Mikrostruktur.
Veröffentlichungsdatum: 29. September 2021