Karbonisierungsöfen Wärmebehandlung zur Umwandlung organischer Substanzen in kohlenstoffreiche Materialien

In Karbonisierungsöfen werden organische Materialien in kohlenstoffangereicherte Stoffe umgewandelt. Carbolite Gero zeichnet sich durch die Herstellung von Öfen und Geräten zur Karbonisierung aus. Industrien wie die Metallurgie und die Materialwissenschaft sind auf Prozesse wie die Karbonisierung angewiesen, um hochwertige Kohlenstoffmaterialien herzustellen. Aufgrund ihres breiten Anwendungsspektrums sind die Eigenschaften solcher Materialien gefragt.

Rohröfen für Karbonisierungsprozesse

Die Auswahl an Rohröfen von Carbolite Gero eignet sich für die Wärmebehandlung kleinerer Proben für Anwendungen, die eine horizontale oder vertikale Ausrichtung erfordern. Diese Modelle eignen sich perfekt für Forschungs- oder Laborwärmebehandlungsprozesse mit einem Temperaturbereich von 1100 °C bis 1800 °C. Das anspruchsvolle Design umfasst eine Keramikfaserisolierung, das für einen geringen Energieverbrauch sorgt und schnelle Aufheizraten ermöglicht.

Carbolite Gero bietet eine Reihe von Rohren mit einer Auswahl an verschiedenen Materialien, Längen und Durchmessern an, die Ihren Anwendungsanforderungen entsprechen.

NEU

Universal Rohröfen

Maximaltemperatur: 1100 - 1600 °C
Ausrichtung: horizontal / vertikal
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Graphitöfen für Karbonisierungsprozesse

Die Graphitöfen von Carbolite Gero sind für Temperaturen von bis zu 2200 °C und sogar 3000 °C geeignet. Diese Option eignet sich für Labor- und Industrieanwendungen, die unter Vakuumatmosphäre, Inert- und Reaktivgas arbeiten. Graphitöfen ermöglichen die Herstellung von Kohlenstoffsystemen während der Karbonisierung. Diese Öfen bieten Isolationsmaterial, Heizelement und Retortenmaterial auf Graphitbasis. Mit diesem System können extrem hohe Temperaturen erreicht werden, wodurch Forscher neue Möglichkeiten der Wärmebehandlung erschließen können.

Kammerofen mit Graphitisolierung - HTK GR

Maximaltemperatur: 2200 °C
Isoliermaterial: Graphit
Volumen: 8 bis 600 litres
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Laborofen mit Graphitisolierung (LHT GR)

Maximaltemperatur: 2200 - 3000 °C
Isoliermaterial: Graphit
Volumen: 1,5 bis 10 Liter
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Sicherheitsoptionen für Karbonisierungsöfen

Beim Karbonisierungsprozess entstehen flüchtige Stoffe, die sich als schädlich erweisen können. Es sollten Vorkehrungen getroffen werden, um etwaige Risiken zu reduzieren. Die Karbonisierungsöfen von Carbolite Gero können mit einer Reihe von Sicherheitsoptionen ausgestattet werden, um den Produktionsprozess zu optimieren.

Nachbrenner

Ein Nachbrenner (links) wird verwendet, um flüchtige Stoffe aus dem Entfernungsprozess zu NO_x, CO₂ und H₂O zu oxidieren. Dadurch wird sichergestellt, dass alle flüchtigen Stoffe in sicherere Moleküle umgewandelt und an die Umwelt abgegeben werden. Es verbrennt alle flüchtigen Stoffe, auch solche mit einem Siedepunkt unter 20 °C, z. B. Wasserstoff, Ammoniak und Ethan.

Glühzünder

Mit einem Glühzünder (rechts) werden ausschließlich leicht entzündliche Gase wie Wasserstoff verbrannt.

Sofern prozessbedingt erforderlich oder vom Kunden empfohlen, können Nachverbrennung und Glühzünder auf Wunsch kombiniert werden. Als Experten für Hochtemperaturtechnologie haben wir mehrere Lösungen in unserem Portfolio, die Sie zum richtigen Produkt und zur richtigen Sicherheitsausrüstung führen. Bei Fragen zu einer geeigneten Lösung für Ihre Anwendungsanforderungen kontaktieren Sie uns bitte.

Karbonisierungsöfen Hintergrundinformation

Der Prozess beinhaltet die thermische Zersetzung von Materialien unter Abwesenheit von Sauerstoff. Die Karbonisierung unterscheidet sich von der Pyrolyse dadurch, dass sie in einem höheren Temperaturbereich stattfindet und mit der Kohlenstoffproduktion verbunden ist. Dieser Methode fehlt eine definierte Temperatur, stattdessen haben verschiedene Kohlenstoff-Precursor unterschiedliche Carbonisierungstemperaturen.

Bei erhöhten Temperaturen werden organische Moleküle weiter thermisch zersetzt und setzten wasserstoff- und stickstoffhaltige Verbindungen frei, wodurch eine kohlenstoffreiche Matrix zurückbleibt. Abhängig von der Art des Precursors und den Heizparametern kann das Kohlenstoffmaterial möglicherweise mehrere mikrostrukturelle Konfigurationen annehmen.

Die chemischen Verbindungen können sich von einem einfachen Molekül in einen mehrdimensionalen Kohlenwasserstoff mit hohem Molekulargewicht umwandeln. Nach dem Karbonisierungsprozess wird die Mikrostruktur der Probe in eine bevorzugte Ausrichtung geordnet. Allerdings sind die Kohlenstoffschichten klein und unregelmäßig gestapelt.

^{Achtung: Die Begriffe „Karbonisierung“ und „Pyrolyse“ werden manchmal synonym verwendet. Es ist wichtig, den Unterschied zu kennen.}

Der Unterschied zwischen Pyrolyse, Karbonisierung und Graphitisierung

Karbonisierung, Graphitisierung und Pyrolyse sind allesamt Prozesse, die die thermische Zersetzung von Materialien beinhalten, sie unterscheiden sich jedoch in ihren Zielen und Bedingungen.

Anwendungsbeispiel: Kohlefaserverbundwerkstoffe für den Motorsport.

Reiner Kohlenstoff weist eine hohe thermische Stabilität auf und wird daher häufig für Hochtemperaturanwendungen verwendet. Aufgrund der mikrostrukturellen Veränderungen während der Wärmebehandlung verändern sich die Eigenschaften des Materials erheblich.

Karbonisierungsöfen werden bei der Herstellung von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffen (CCCs) eingesetzt. Dies verbessert die thermomechanischen Eigenschaften der Verbundwerkstoffe und ermöglicht den Einsatz unter extremen Umweltbedingungen. Diese CCCs werden aufgrund ihrer hohen Steifigkeit, hervorragenden thermischen Beständigkeit und insgesamt geringen Dichte in verschiedenen Bereichen eingesetzt.

Kohlefaserverbundwerkstoffe werden in Teilen für den Motorsport verwendet.

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Mit einem umfassenden Netzwerk an Vertretungen stehen wir Ihnen flächendeckend zur Verfügung. Unsere Mitarbeiter beraten Sie gerne und umfassend über den Einsatz von Carbolite Gero Produkten für Ihre spezielle Anwendung.

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Karbonisierungsöfen - FAQ

Was ist Karbonisierung?

Karbonisierung ist ein thermischer Zersetzungsprozess, der organische Materialien in kohlenstoffreiche Substanzen umwandelt. Der Prozess findet unter sauerstofffreier Atmosphäre statt, um ein Verbrennen der Proben zu verhindern. Stattdessen entweichen bei hohen Temperaturen Zersetzungsprodukte aus der Matrix und Kohlenstoffatome ordnen sich neu an, um innerhalb der Struktur kleine Kohlenstoffschichten zu bilden.

Was ist der Unterschied zwischen Karbonisierung und Pyrolyse?

Obwohl es sich sowohl bei der Karbonisierung als auch bei der Pyrolyse um Prozesse handelt, die die thermische Zersetzung von Materialien in Abwesenheit von Sauerstoff beinhalten, unterscheiden sie sich in ihren Zielen. Die Karbonisierung erfolgt typischerweise bei einer höheren Temperatur als die Pyrolyse und soll den Kohlenstoffgehalt im Material erhöhen. Die Pyrolyse erfolgt sowohl für organische als auch für kohlenstofffreie anorganische Verbindungen und erzeugt flüchtige Stoffe, Flüssigkeiten, Kohle und Salze.

Welche industriellen Anwendungen gibt es für die Karbonisierung?

Die Karbonisierung wird in verschiedenen Branchen eingesetzt, beispielsweise in der Metallurgie, Chemie, Landwirtschaft, Energie, Umwelt, Bauwesen und in der Materialwissenschaft. Jede industrielle Anwendung nutzt Eigenschaften, die durch die Wechselwirkung von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen entstehen, wodurch kohlenstoffreiche Materialien vielseitig bei der Herstellung einer Reihe von Produkten eingesetzt werden können.

Welche Lösungen bieten wir zur Karbonisierung an?

Carbolite Gero bietet zwei Ofenreihen an, die zur Karbonisierung verwendet werden können. Rohröfen sind ideal für Laborwärmebehandlungen mit einem Temperaturbereich von 1100 °C bis 1800 °C. Im Vergleich dazu eignen sich Graphitöfen für Labor- und Industrieanwendungen für extreme Wärmebehandlungsanforderungen mit Betriebstemperaturen von bis zu 2200 °C und sogar 3000 °C.