Pendahuluan
Tar memainkan peran penting dalam produksi bahan anoda grafit kelas baterai. Selama proses PirolisisPirolisis adalah penguraian termal senyawa organik dalam atmosfer inert.pirolisis pada suhu tinggi, tar terkarbonisasi dan membantu membentuk partikel anoda. Titik pelunakan tar menentukan jendela suhu di mana material dapat dicairkan secara memadai untuk memastikan distribusi yang homogen dalam material komposit. Semakin tinggi titik pelunakan tar, semakin homogen lapisannya. Setelah perlakuan termal, residu karbon yang dihasilkan tetap stabil secara dimensi dan memiliki ketahanan termal dan kimia yang diperlukan, yang sangat penting untuk pengoperasian anoda dalam proses suhu tinggi [1]. Baik proses PirolisisPirolisis adalah penguraian termal senyawa organik dalam atmosfer inert.pirolisis maupun titik pelunakan dapat diselidiki dengan menggunakan analisis termal. Empat jenis tar yang berbeda dibandingkan untuk mengetahui kesesuaiannya untuk produksi bahan anoda.
Metode dan Persiapan Sampel
Pengukuran termogravimetri untuk menyelidiki proses PirolisisPirolisis adalah penguraian termal senyawa organik dalam atmosfer inert.pirolisis dilakukan dengan NETZSCH TG Libra®. Kondisi pengukuran yang tercantum dalam tabel 1 diterapkan. Pengukuran DSC dilakukan dengan NETZSCH DSC Caliris® untuk menentukan Transisi FaseIstilah transisi fase (atau perubahan fase) paling sering digunakan untuk menggambarkan transisi antara keadaan padat, cair dan gas.transisi fase dan suhu pelunakan sampel tar.
Tabel 1: Kondisi pengukuran untuk pengukuran TGA pada sampel nada yang berbeda
| Massa sampel | 10 ± 0,1 mg |
|---|---|
| Wadah | 85 μl aluminium oksida, terbuka |
| Laju pemanasan | 10 K / menit |
| Program suhu | 40 hingga 900 ° C dalam nitrogen; 900 hingga 1100 ° C di udara |
| Bersihkan aliran gas | 40 ml/menit |
Tabel 2: Kondisi pengukuran untuk analisis DSC dari berbagai jenis tar
| Massa sampel | 6 ± 0,1 mg |
|---|---|
| Wadah | Al, tipe Concavus®, dilas dingin dengan tutup berlubang |
| Laju pemanasan/pendinginan | 10 K / menit |
| Aliran gas pembersih | 40 ml/menit |
| Gas pembersih | Nitrogen |
| Kisaran suhu | 40 hingga 140 ° C / 200 ° C |
| Jumlah pemanasan | 2 |
Hasil dan Pembahasan
Pengukuran termogravimetri dilakukan di bawah kondisi inert pada kisaran suhu antara 200°C dan 550°C dan menunjukkan satu langkah kehilangan massa untuk setiap sampel tar. Perubahan massa bervariasi antara 47,5% dan 65,5%. Hal ini menunjukkan bahwa kandungan komponen organik yang dipirolisis dalam kisaran suhu ini berbeda-beda.
Peralihan ke atmosfer pengoksidasi memulai pembakaran kandungan karbon. Kandungan karbon sampel berkisar antara 34,4% dan 52,4%. Massa residu yang tersisa disebut sebagai Kandungan AbuAbu adalah ukuran kandungan mineral oksida berdasarkan berat. Analisis termogravimetri (TGA) dalam atmosfer oksidatif merupakan metode yang telah terbukti dengan baik untuk menentukan residu anorganik, yang biasanya disebut abu, dalam bahan organik seperti polimer, karet, dan lain-lain. Oleh karena itu, pengukuran TGA akan mengidentifikasi apakah suatu bahan terisi dan menghitung total kandungan bahan pengisi. kadar abu. Di sini, keempat sampel hanya menunjukkan perbedaan yang sangat kecil.
Selain kandungan karbon dan kandungan abu dari sampel tar, Stabilitas TermalSuatu bahan dikatakan stabil secara termal jika tidak terurai di bawah pengaruh suhu. Salah satu cara untuk menentukan stabilitas termal suatu zat adalah dengan menggunakan TGA (penganalisis termogravimetri). stabilitas termal juga memainkan peran penting. Laju kehilangan massa maksimum (puncak DTG) atau suhu awal yang diekstrapolasi dapat digunakan untuk membandingkan Stabilitas TermalSuatu bahan dikatakan stabil secara termal jika tidak terurai di bawah pengaruh suhu. Salah satu cara untuk menentukan stabilitas termal suatu zat adalah dengan menggunakan TGA (penganalisis termogravimetri). stabilitas termal dari sampel yang berbeda. Dengan melihat nilai-nilai ini pada gambar 1, dapat dilihat bahwa sampel A menunjukkan Stabilitas TermalSuatu bahan dikatakan stabil secara termal jika tidak terurai di bawah pengaruh suhu. Salah satu cara untuk menentukan stabilitas termal suatu zat adalah dengan menggunakan TGA (penganalisis termogravimetri). stabilitas termal tertinggi dan sampel B terendah.
Dengan bantuan termogravimetri, sampel tar yang berbeda dapat dianalisis sehubungan dengan hasil karbonnya selama PirolisisPirolisis adalah penguraian termal senyawa organik dalam atmosfer inert.pirolisis, Kandungan AbuAbu adalah ukuran kandungan mineral oksida berdasarkan berat. Analisis termogravimetri (TGA) dalam atmosfer oksidatif merupakan metode yang telah terbukti dengan baik untuk menentukan residu anorganik, yang biasanya disebut abu, dalam bahan organik seperti polimer, karet, dan lain-lain. Oleh karena itu, pengukuran TGA akan mengidentifikasi apakah suatu bahan terisi dan menghitung total kandungan bahan pengisi. kadar abu dan stabilitas termalnya. Oleh karena itu, dimungkinkan untuk menentukan bahwa sampel A memiliki kandungan karbon tertinggi dan Stabilitas TermalSuatu bahan dikatakan stabil secara termal jika tidak terurai di bawah pengaruh suhu. Salah satu cara untuk menentukan stabilitas termal suatu zat adalah dengan menggunakan TGA (penganalisis termogravimetri). stabilitas termal tertinggi.
Selain analisis termogravimetri, jenis tar juga diperiksa dengan analisis DSC sehubungan dengan kemungkinan efek kalori, seperti transisi gelas atau peleburan. Kurva DSC yang diukur dari pemanasan pertama dan kedua dapat dilihat pada gambar 2. Membandingkan massa cawan lebur sebelum dan sesudah analisis DSC membuktikan bahwa massa sampel tetap stabil selama proses DSC. Pada pemanasan pertama, ter D, C dan B menunjukkan puncak EndotermikTransisi sampel atau reaksi bersifat endotermik jika panas diperlukan untuk konversi.endotermik pada suhu 78,1°C, 68,3°C dan 67,1°C. Tar A tidak menunjukkan puncak EndotermikTransisi sampel atau reaksi bersifat endotermik jika panas diperlukan untuk konversi.endotermik. Namun, di sini, jalur yang sedikit EksotermikTransisi sampel atau reaksi dikatakan eksotermik jika dihasilkan panas.eksotermik antara 130°C dan 190°C dapat diamati. Setelah pendinginan dan pemanasan ulang yang terkendali, sampel menunjukkan perilaku yang berbeda dari pada pemanasan pertama, karena puncak EndotermikTransisi sampel atau reaksi bersifat endotermik jika panas diperlukan untuk konversi.endotermik tidak lagi terjadi selama pemanasan kedua. Hal ini mungkin merupakan efek RelaksasiKetika regangan konstan diterapkan pada senyawa karet, gaya yang diperlukan untuk mempertahankan regangan tersebut tidak konstan tetapi berkurang seiring waktu; perilaku ini dikenal sebagai relaksasi tegangan. Proses yang bertanggung jawab atas relaksasi tegangan dapat bersifat fisik atau kimiawi, dan dalam kondisi normal, keduanya akan terjadi pada waktu yang sama. relaksasi. Puncak EndotermikTransisi sampel atau reaksi bersifat endotermik jika panas diperlukan untuk konversi.endotermik dapat memberikan beberapa wawasan ke dalam sejarah termal material.
Selama pemanasan kedua, hanya satu transisi gelas yang terdeteksi untuk setiap sampel. Pada suhu 44°C, tar B memiliki suhu transisi gelas terendah. Untuk tar tipe C dan D, suhu ini sedikit lebih tinggi, masing-masing 50°C dan 71°C. Sampel A menunjukkan suhu transisi gelas tertinggi pada 147°C.
Dengan menggunakan DSC, dimungkinkan untuk Identify perbedaan yang jelas dalam suhu transisi gelas dan pra-perlakuan sampel. Sampel A juga menonjol di sini dengan tegangan sisa yang rendah dan suhu Suhu Transisi KacaTransisi gelas adalah salah satu sifat terpenting dari bahan amorf dan semi-kristal, misalnya, gelas anorganik, logam amorf, polimer, obat-obatan dan bahan makanan, dll., dan menggambarkan wilayah suhu di mana sifat mekanis bahan berubah dari keras dan rapuh menjadi lebih lunak, dapat diubah bentuknya atau kenyal.transisi kaca tertinggi.
Ringkasan
Analisis TGA dan DSC merupakan metode yang sesuai untuk mengidentifikasi berbagai jenis tar secara komprehensif sehubungan dengan kesesuaiannya untuk produksi baterai. Dengan bantuan teknik ini, dimungkinkan untuk menentukan berbagai sifat seperti Stabilitas TermalSuatu bahan dikatakan stabil secara termal jika tidak terurai di bawah pengaruh suhu. Salah satu cara untuk menentukan stabilitas termal suatu zat adalah dengan menggunakan TGA (penganalisis termogravimetri). stabilitas termal, kandungan karbon, kandungan abu, riwayat termo-mekanis dan karakteristik Suhu Transisi KacaTransisi gelas adalah salah satu sifat terpenting dari bahan amorf dan semi-kristal, misalnya, gelas anorganik, logam amorf, polimer, obat-obatan dan bahan makanan, dll., dan menggambarkan wilayah suhu di mana sifat mekanis bahan berubah dari keras dan rapuh menjadi lebih lunak, dapat diubah bentuknya atau kenyal.transisi kaca.
Informasi ini tidak hanya dapat digunakan untuk memeriksa spesifikasi pabrik selama pemeriksaan barang masuk, tetapi juga untuk mengoptimalkan formulasi dan select bahan baku yang sesuai. Identifikasi bahan awal yang sesuai sebelum produksi baterai mempengaruhi kualitas produk akhir dan meningkatkan efisiensi proses manufaktur.