Míniú mionsonraithe ar athruithe ar staid na gcáithníní ábhartha le linn sciodar leictreoid a ullmhú

De ghnáth bíonn tiús an phíosa cuaille de cheallraí litiam thart ar 40-200μm, agus athraíonn tiús an phíosa cuaille de réir an chineáil ceallraí (ardfhuinnimh, ardchumhacht, srl.). Más mian leat go mbeadh feidhmíocht mhaith leictriceimiceach ag ceallraí litiam, caithfidh an tiús céanna a bheith ag an bpíosa cuaille sa tosaigh, sa lár agus sa chúl, agus dromchla réidh a bheith aige gan lochtanna. Faoin gcoinníoll go ndéantar an próiseas brataithe a eisiamh, is é ullmhú an sciodair an príomhnós imeachta chun a cháilíocht a chinneadh. Tá slaodacht sciodair mhaith ceallraí litiam seasmhach agus ní furasta é a athrú, tá méid na gcáithníní beag, níl aon ghráin shoiléir ann tar éis sciath agus triomú, agus níl aon ábhar eachtrach cosúil le boilgeoga. Ansin, le linn an phróisis ullmhúcháin sciodair, tá dhá phríomhghné ann nach mór aird a thabhairt orthu: is é ceann na hábhair tosaigh a scaipeadh go cothrom; is é an ceann eile an ceirtleán tánaisteach a tharlaíonn de bharr an idirghníomhaíochta idir na hamhábhair a chosc. Dá bhrí sin, is é cuspóir an phróisis mheasctha na bunábhair a scaipeadh agus a mheascadh go cothrom, agus na cáithníní a chosc ó athaontú ag an am céanna.

Roinntear píosaí cuaille ceallraí litiam i bpíosaí cuaille dearfacha agus píosaí cuaille diúltacha. Ní hionann na hábhair ghníomhacha, na gníomhairí seoltaí, na ceangail agus na tuaslagóirí a úsáidtear sa dá phíosa cuaille leis an gcóras ceallraí. Teastaíonn taithí níos praiticiúla agus bunús teoiriciúil chun córas ilphléacs casta den sórt sin a mheascadh i sciodar fionraí aonchineálach. Is ea is lú méid na gcáithníní san ábhar, is aisteach an cruth atá air, is deacra é a scaipeadh, go háirithe an gníomhaire seoltaí carbón dubh, a bhíonn ceirtleáin go minic i bpíosaí móra le linn an phróisis chorraigh, ní amháin go n-imríonn sé seoltán maith. ról, ach bíonn tionchar aige freisin ar fhuinneamh sonrach na ceallraí. Ní féidir carbón dubh a úsáid ní amháin i gcadhnraí litiam ach freisin i plaistigh, polaiméir agus tionscail eile, agus mar sin tá go leor staidéir ann ar scaipeadh carbóin dubh. De réir na tuarascála taighde reatha, tá bealaí éagsúla ann chun ceirtleáin a scaipeadh:

Tarlaíonn an chéad scaipeadh ar thaobh na láimhe clé (creimeadh) faoi ghníomhaíocht fórsa meicniúil réasúnta lag. Ag an am seo, sreabhann an t-ábhar leis an bhfórsa meicniúil chun ceirtleáin cáithníní de mhéideanna éagsúla a fhoirmiú. Le linn an phróisis seo, déantar na blúirí beaga ábhair a scafa de réir a chéile ó na comhiomláin mhóra, agus iad ag cruthú cáithníní tánaisteacha. Nuair a sháraíonn an fórsa meicniúil seachtrach luach criticiúil áirithe, tarlóidh réabadh na gcáithníní go tobann, mar a thaispeántar i lár an fhigiúir thuas. Má shroicheann an fuinneamh meicniúil leibhéal áirithe agus go leathnaítear an t-am, leanfaidh na cáithníní ag briseadh óna chéile, ach tá dóchúlacht an fheiniméan seo íseal.

Le linn sciodar ceallraí litiam a ullmhú, d’fhéadfadh go mbeadh na trí stát san fhoirm thuas san fhoirm teagmhála idir ábhair. Ar dtús, ní furasta struchtúr an charbóin dhubh a athrú, agus tá a dháileadh réasúnta aonfhoirmeach, ann mar struchtúr1. De réir mar a théann an corraigh meicniúil ar aghaidh, tarlóidh dí-thriomú agus scaipeadh an ghníomhaire seoltaí ag an am céanna, agus ar deireadh tá an gníomhaire seoltaí brataithe go hiomlán ar dhromchla na substainte beo.

Is próiseas an-tábhachtach é ó cháithníní amhábhar a bheith ann chun bheith ina substaint measctha go haonchineálach. Is féidir an próiseas iomlán a roinnt ina stát púdar soladach (I), stát fliuch measctha (II) agus stát ar fionraí (III) a fhoirmiú sa deireadh. Taispeántar rialú an phróisis san fhigiúr thíos.

Taispeántar sa tábla seo a leanas tréithe, buntáistí agus míbhuntáistí gach céim den phróiseas seo:

Sa chéim mheasctha thirim, bíonn tionchar ag fuinneamh ionchuir an trealaimh, an fhórsa mheicniúil agus mhéid na gcáithníní san ábhar beo ar scaipeadh an ghníomhaire seoltaí. Ina theannta sin, bíonn tionchar mór ag ceirtleán na n-ábhar ar thaise an aeir.

Tosaíonn an stát fliuchta nuair a chuirtear an tuaslagóir leis an bpúdar soladach den chéad uair. Braitheann an méid fliuchta ar an méid sáithithe atá ag an bpúdar sa leacht agus ar staid greamaitheachta agus strus. Sa phróiseas seo, bíonn scaipeadh agus ceirtleán ar siúl i gcónaí, agus staid mheasctha an mheascáin á athrú. Nuair a shroichtear an pointe glóthach nó an stát sáithithe go hiomlán, ní bhíonn ionchur fórsa mór ann a thuilleadh agus laghdaítear an fórsa idirghníomhaíochta idir na cáithníní freisin, agus ansin is féidir é a chaolú chun é a laghdú go dtí an t-ábhar soladach atá ag teastáil. Sa chéim chun an fionraí a chaolú, tá meicnic sreabhach agus fórsa lomadh an sciodair i gceist. Faoi choinníollacha sreafa sreabhach, cuireann an fórsa lomadh a chuireann an meascthóir ar na cáithníní an t-ábhar chun cinn i riocht cobhsaí.

Feidhmíonn próisis éagsúla próiseála agus rialaithe fórsaí difriúla ar an ábhar agus ar na hamhábhair, rud a fhágfaidh go mbeidh aonfhoirmeacht na gcáithníní ann. Go háirithe don ghníomhaire seoltaí carbóin dubh, tá éifeacht an-mhaith ag an déine struis éagsúil ar sheoltacht leictreonach, cumas ceallraí, agus dlús reatha an phíosa cuaille. Tionchar mór, mar sin tá sé an-riachtanach staid na céime meascáin ábhair sa phróiseas ullmhúcháin sciodair a thuiscint.