როგორია გრაფიტიზებული ნავთობკოქსის მიკროსტრუქტურა (კრისტალური სტრუქტურა)?

I. კრისტალური სტრუქტურის მახასიათებლები

ფენოვანი სტრუქტურა: გრაფიტიზებული ნავთობკოქსის კრისტალური სტრუქტურა შედგება ექვსკუთხა ნახშირბადის ატომების ბრტყელი ქსელებისგან. ეს ბრტყელი ქსელები ფენა-ფენაა განლაგებული და ტიპურ ფენოვან სტრუქტურას ქმნის. ფენები ერთმანეთთან შედარებით სუსტი ვან-დერ-ვაალის ძალებით არის დაკავშირებული, რომლებიც გრაფიტს ანიჭებენ შეზეთვას და ანიზოტროპიას.
ბადისებრი მუდმივები: გრაფიტიზაციის დამუშავების შემდეგ, ნავთობკოქსის ბადისებრი მუდმივები (a₀ და c₀) უახლოვდება ბუნებრივი გრაფიტის მუდმივებს, რაც მიუთითებს მათი კრისტალური სტრუქტურების მაღალ მსგავსებაზე. ეს სტრუქტურული მახასიათებელი საშუალებას აძლევს გრაფიტიზებულ ნავთობკოქსს გამოავლინოს შესანიშნავი ელექტრო და თბოგამტარობა.
მიკროკრისტალური პარამეტრები: რენტგენის დიფრაქციის გამოყენებით შესაძლებელია გრაფიტიზებულ ნავთობკოქსში მიკროკრისტალების ისეთი პარამეტრების გამოთვლა, როგორიცაა შრეებს შორის მანძილი (d₀₀₂), საშუალო შრის დიამეტრი (Lₐ) და დაწყობის სიმაღლე (Lc). ეს პარამეტრები ასახავს მიკროკრისტალების ზომას და განლაგებას და წარმოადგენს მნიშვნელოვან ინდიკატორებს გრაფიტიზაციის ხარისხის შესაფასებლად.

II. გრაფიტიზაციის პროცესის ეფექტები

ამორფული მდგომარეობიდან კრისტალურ მდგომარეობაში გადასვლა: გრაფიტიზაციამდე ნავთობკოქსის ნახშირბადის სტრუქტურა ამორფულია, რომელიც ხასიათდება „გრძელვადიანი, უწესრიგო, მოკლევადიანი მოწესრიგებული“ მასალის სტრუქტურით. გრაფიტიზაციის დამუშავების გზით (როგორც წესი, ხორციელდება მაღალ ტემპერატურაზე 2500°C-დან 3000°C-მდე), ამორფული ნახშირბადი თანდათან გარდაიქმნება მოწესრიგებულ სამგანზომილებიან გრაფიტის კრისტალურ სტრუქტურად.
მიკროკრისტალური ზომის ზრდა: გრაფიტიზაციის დროს ნახშირბადის ბადისებრი ფანტელების საშუალო სისქე (Lc) და სიგანე (Lₐ) იზრდება, ხოლო შრეებს შორის მანძილი (d) მცირდება. ეს იწვევს მიკროკრისტალური ზომის ზრდას და უფრო სრულყოფილ კრისტალურ სტრუქტურას.
წინაღობის შემცირება: გრაფიტიზაციის ხარისხის ზრდასთან ერთად, გრაფიტიზებული ნავთობკოქსის წინაღობა მნიშვნელოვნად მცირდება. ეს იმიტომ ხდება, რომ გრაფიტიზაციის დროს ნახშირბადის ატომების განლაგება უფრო მოწესრიგებული ხდება, რაც ელექტრონებს საშუალებას აძლევს უფრო თავისუფლად იმოძრაონ ფენების სიბრტყეებში, რითაც იზრდება ელექტროგამტარობა.

III. მიკროსტრუქტურასა და თვისებებს შორის ურთიერთობა

ელექტროგამტარობა: გრაფიტიზებული ნავთობკოქსის ფენოვანი კრისტალური სტრუქტურა ელექტრონებს საშუალებას აძლევს თავისუფლად იმოძრაონ ფენების სიბრტყეებში, რაც შესანიშნავ ელექტროგამტარობას იწვევს. ეს თვისება გრაფიტიზებულ ნავთობკოქს ფართოდ გამოყენებადს ხდის ისეთ სფეროებში, როგორიცაა ელექტროდების მასალები და გამტარი დანამატები.
თბოგამტარობა: ფენებს შორის დამაკავშირებელი ვან-დერ-ვაალის ძალების გამო, სითბოს სწრაფად გადაცემა შესაძლებელია ფენების სიბრტყეებში. შესაბამისად, გრაფიტიზირებული ნავთობკოქსი ასევე ავლენს კარგ თბოგამტარობას, რაც მას სითბოს გამაფრქვეველი მასალების წარმოებისთვის და სხვა დანიშნულებით გამოყენებისთვის ვარგისს ხდის.
მექანიკური თვისებები: გრაფიტიზებული ნავთობკოქსის კრისტალური სტრუქტურა მას გარკვეულ მექანიკურ სიმტკიცეს ანიჭებს. თუმცა, მეტალის მასალებთან შედარებით, მისი ფენოვანი სტრუქტურა იწვევს სუსტ შრეებს შორის შეკავშირებას, რაც იწვევს შედარებით დაბალ მოხრისა და შეკუმშვის სიმტკიცეს. ეს მახასიათებელი გრაფიტიზებული ნავთობკოქსის გამოყენებას უპირატესობას ანიჭებს იმ შემთხვევებში, როდესაც მას გარკვეული წნევის გაძლება სჭირდება, მაგრამ მაღალი სიმტკიცე არ არის საჭირო.