I. Karakteristike kristalne strukture
Slojevita struktura: Kristalna struktura grafitiziranog naftnog koksa sastoji se od planarnih mreža heksagonalnih atoma ugljika. Ove planarne mreže su naslagane sloj po sloj, formirajući tipičnu slojevitu strukturu. Slojevi su povezani relativno slabim van der Waalsovim silama, koje grafitu daju mazivost i anizotropiju.
Konstante rešetke: Nakon obrade grafitizacije, konstante rešetke (a₀ i c₀) naftnog koksa približavaju se konstantama prirodnog grafita, što ukazuje na visok stepen sličnosti u njihovim kristalnim strukturama. Ova strukturna karakteristika omogućava grafitiziranom naftnom koksu da pokazuje odličnu električnu i toplotnu provodljivost.
Mikrokristalni parametri: Korištenjem rendgenske difrakcije mogu se izračunati parametri kao što su međuslojni razmak (d₀₀₂), prosječni promjer sloja (Lₐ) i visina slaganja (Lc) mikrokristala u grafitiziranom petrolej koksu. Ovi parametri odražavaju veličinu i raspored mikrokristala i služe kao važni pokazatelji za procjenu stepena grafitizacije.
II. Efekti procesa grafitizacije
Prelazak iz amorfnog u kristalno stanje: Prije grafitizacije, ugljična struktura petrolejskog koksa je amorfna, karakterizirana strukturom materijala "dugodometnog neuređenog, kratkodometnog uređenog". Tretmanom grafitizacije (obično provedenim na visokim temperaturama u rasponu od 2500°C do 3000°C), amorfni ugljik se postepeno transformira u uređenu trodimenzionalnu kristalnu strukturu grafita.
Povećanje veličine mikrokristalita: Tokom grafitizacije, prosječna debljina (Lc) i širina (Lₐ) pahuljica ugljične rešetke se povećavaju, dok se međuslojni razmak (d) smanjuje. To rezultira povećanjem veličine mikrokristalita i savršenijom kristalnom strukturom.
Smanjenje otpornosti: Kako se stepen grafitizacije povećava, otpornost grafitiziranog petrolejskog koksa značajno se smanjuje. To je zato što tokom grafitizacije raspored atoma ugljika postaje uređeniji, što omogućava elektronima da se slobodnije kreću unutar ravni slojeva, čime se povećava električna provodljivost.
III. Odnos između mikrostrukture i svojstava
Električna provodljivost: Slojevita kristalna struktura grafitiziranog naftnog koksa omogućava elektronima slobodno kretanje unutar ravni slojeva, što rezultira odličnom električnom provodljivošću. Ovo svojstvo čini grafitizirani naftni koks široko primjenjivim u područjima kao što su elektrodni materijali i provodljivi aditivi.
Toplotna provodljivost: Zbog van der Waalsovih sila koje povezuju slojeve, toplota se može brzo prenositi unutar ravni slojeva. Posljedično, grafitizirani naftni koks također pokazuje dobru toplotnu provodljivost, što ga čini pogodnim za proizvodnju materijala za odvođenje toplote i druge primjene.
Mehanička svojstva: Kristalna struktura grafitiziranog naftnog koksa pruža mu određenu mehaničku čvrstoću. Međutim, u poređenju s metalnim materijalima, njegova slojevita struktura rezultira slabijim međuslojnim vezama, što dovodi do relativno nižih savojnih i tlačnih čvrstoća. Ova karakteristika performansi daje grafitiziranom naftnom koksu prednost primjene u scenarijima gdje treba izdržati određene pritiske, ali ne zahtijeva visoku čvrstoću.
Vrijeme objave: 28. avg. 2025.