Ano ang hitsura ng microstructure (kristal na istraktura) ng graphitized petroleum coke?

I. Mga Katangian ng Kayarian ng Kristal

Istrukturang May Patong-patong: Ang istrukturang kristal ng graphitized petroleum coke ay binubuo ng mga planar network ng mga hexagonal carbon atom. Ang mga planar network na ito ay nakapatong-patong, na bumubuo ng isang tipikal na istrukturang may patong-patong. Ang mga layer ay konektado sa pamamagitan ng medyo mahinang pwersa ng van der Waals, na nagbibigay sa graphite ng lubricity at anisotropy.
Mga Lattice Constant: Pagkatapos ng graphitization treatment, ang mga lattice constant (a₀ at c₀) ng petroleum coke ay halos kapareho ng sa natural graphite, na nagpapahiwatig ng mataas na antas ng pagkakatulad sa kanilang mga istrukturang kristal. Ang katangiang istruktural na ito ay nagbibigay-daan sa graphitized petroleum coke na magpakita ng mahusay na electrical at thermal conductivity.
Mga Parameter ng Mikrokristal: Gamit ang X-ray diffraction, maaaring kalkulahin ang mga parametro tulad ng pagitan ng mga layer (d₀₀₂), average na diyametro ng layer (Lₐ), at taas ng pagkakapatong (Lc) ng mga mikrokristal sa graphitized petroleum coke. Ang mga parametrong ito ay sumasalamin sa laki at pagkakaayos ng mga mikrokristal at nagsisilbing mahahalagang tagapagpahiwatig para sa pagsusuri ng antas ng graphitization.

II. Mga Epekto ng Proseso ng Grapitisasyon

Paglipat mula sa Walang Morpo tungo sa Kristal na Kalagayan: Bago ang grapitisasyon, ang istrukturang carbon ng petroleum coke ay walang hugis, nailalarawan sa pamamagitan ng isang istrukturang materyal na "malayo ang saklaw, maikli ang saklaw na nakaayos". Sa pamamagitan ng paggamot ng grapitisasyon (karaniwang isinasagawa sa mataas na temperatura mula 2500°C hanggang 3000°C), ang walang hugis na carbon ay unti-unting nagbabago tungo sa isang maayos na istrukturang kristal na grapitasyon na may tatlong dimensyon.
Pagtaas ng Sukat ng Microcrystallite: Sa panahon ng graphitization, ang average na kapal (Lc) at lapad (Lₐ) ng mga carbon lattice flakes ay tumataas, habang ang pagitan ng mga layer (d) ay bumababa. Nagreresulta ito sa pagtaas ng laki ng microcrystallite at mas perpektong istruktura ng kristal.
Pagbabawas ng Resistivity: Habang tumataas ang antas ng graphitization, ang resistivity ng graphitized petroleum coke ay makabuluhang bumababa. Ito ay dahil, sa panahon ng graphitization, ang pagkakaayos ng mga atomo ng carbon ay nagiging mas maayos, na nagpapahintulot sa mga electron na gumalaw nang mas malaya sa loob ng mga layer plane, sa gayon ay pinahuhusay ang electrical conductivity.

III. Ugnayan sa Pagitan ng Mikroistruktura at mga Katangian

Konduktibidad sa Elektrikal: Ang patong-patong na kristal na istraktura ng graphitized petroleum coke ay nagbibigay-daan sa mga electron na malayang gumalaw sa loob ng mga layer plane, na nagreresulta sa mahusay na konduktibidad sa kuryente. Dahil sa katangiang ito, malawakang magagamit ang graphitized petroleum coke sa mga lugar tulad ng mga materyales ng electrode at mga conductive additives.
Konduktibidad na Termal: Dahil sa mga puwersang van der Waals na nagdurugtong sa mga patong, ang init ay mabilis na nailipat sa loob ng mga patong na eroplano. Dahil dito, ang graphitized petroleum coke ay nagpapakita rin ng mahusay na konduktibidad na thermal, na ginagawa itong angkop para sa paggawa ng mga materyales sa pagpapakalat ng init at iba pang mga aplikasyon.
Mga Katangiang Mekanikal: Ang kristal na istruktura ng graphitized petroleum coke ay nagbibigay dito ng tiyak na lakas mekanikal. Gayunpaman, kumpara sa mga metal na materyales, ang patong-patong na istruktura nito ay nagreresulta sa mas mahinang interlayer bonding, na humahantong sa medyo mas mababang flexural at compressive strengths. Ang katangiang ito ng pagganap ay nagbibigay sa graphitized petroleum coke ng kalamangan sa aplikasyon sa mga sitwasyon kung saan kailangan nitong makatiis sa ilang mga presyon ngunit hindi nangangailangan ng mataas na lakas.