I. Eienskappe van kristalstruktuur
Gelaagde Struktuur: Die kristalstruktuur van gegrafitiseerde petroleumkooks bestaan uit planêre netwerke van seshoekige koolstofatome. Hierdie planêre netwerke word laag vir laag gestapel en vorm 'n tipiese gelaagde struktuur. Die lae word verbind deur relatief swak van der Waals-kragte, wat grafiet smeervermoë en anisotropie gee.
Roosterkonstantes: Na grafitisasiebehandeling benader die roosterkonstantes (a₀ en c₀) van petroleumkooks dié van natuurlike grafiet, wat dui op 'n hoë mate van ooreenkoms in hul kristalstrukture. Hierdie strukturele kenmerk stel gegrafitiseerde petroleumkooks in staat om uitstekende elektriese en termiese geleidingsvermoë te vertoon.
Mikrokristallyne Parameters: Deur X-straaldiffraksie te gebruik, kan parameters soos die tussenlaag-spasiëring (d₀₀₂), gemiddelde laagdiameter (Lₐ) en stapelhoogte (Lc) van die mikrokristalle in gegrafitiseerde petroleumkooks bereken word. Hierdie parameters weerspieël die grootte en rangskikking van die mikrokristalle en dien as belangrike aanwysers vir die evaluering van die graad van grafitisasie.
II. Effekte van die Grafitiseringsproses
Oorgang van Amorfe na Kristallyne Toestand: Voor grafitisasie is die koolstofstruktuur van petroleumkooks amorf, gekenmerk deur 'n "langafstand-wanordelike, kortafstand-geordende" materiaalstruktuur. Deur grafitisasiebehandeling (tipies uitgevoer by hoë temperature wat wissel van 2500°C tot 3000°C), transformeer die amorfe koolstof geleidelik in 'n geordende driedimensionele grafietkristalstruktuur.
Toename in Mikrokristallietgrootte: Tydens grafitisasie neem die gemiddelde dikte (Lc) en breedte (Lₐ) van die koolstofroostervlokkies toe, terwyl die tussenlaagspasiëring (d) afneem. Dit lei tot 'n toename in mikrokristallietgrootte en 'n meer perfekte kristalstruktuur.
Vermindering in weerstand: Soos die graad van grafitisasie toeneem, neem die weerstand van gegrafitiseerde petroleumkooks aansienlik af. Dit is omdat die rangskikking van koolstofatome tydens grafitisasie meer georden word, wat elektrone toelaat om vryer binne die laagvlakke te beweeg en sodoende die elektriese geleidingsvermoë te verbeter.
III. Verwantskap tussen mikrostruktuur en eienskappe
Elektriese Geleidingsvermoë: Die gelaagde kristalstruktuur van grafitiseerde petroleumkooks stel elektrone in staat om vrylik binne die laagvlakke te beweeg, wat lei tot uitstekende elektriese geleidingsvermoë. Hierdie eienskap maak grafitiseerde petroleumkooks wyd toepaslik in gebiede soos elektrodemateriale en geleidende bymiddels.
Termiese geleidingsvermoë: As gevolg van die van der Waals-kragte wat die lae verbind, kan hitte vinnig binne die laagvlakke oorgedra word. Gevolglik vertoon grafietiseerde petroleumkooks ook goeie termiese geleidingsvermoë, wat dit geskik maak vir die vervaardiging van hitte-afvoermateriale en ander toepassings.
Meganiese Eienskappe: Die kristalstruktuur van grafitiseerde petroleumkooks bied dit sekere meganiese sterkte. In vergelyking met metaalmateriale lei die gelaagde struktuur egter tot swakker tussenlaagbinding, wat lei tot relatief laer buig- en druksterktes. Hierdie prestasie-eienskap gee grafitiseerde petroleumkooks 'n toepassingsvoordeel in scenario's waar dit sekere druk moet weerstaan, maar nie hoë sterkte benodig nie.
Plasingstyd: 28 Augustus 2025