I. Характарыстыкі крышталічнай структуры
Слаістая структура: Крышталічная структура графітызаванага нафтавага коксу складаецца з плоскіх сетак шасцікутных атамаў вугляроду. Гэтыя плоскія сеткі размешчаны пласт за пластом, утвараючы тыповую слаістую структуру. Пласты злучаны адносна слабымі сіламі Ван-дэр-Ваальса, якія надаюць графіту змазвальную здольнасць і анізатрапію.
Канстанты рашоткі: Пасля апрацоўкі графітызацыяй канстанты рашоткі (a₀ і c₀) нафтавага коксу набліжаюцца да канстант натуральнага графіту, што сведчыць аб высокай ступені падабенства іх крышталічных структур. Гэтая структурная асаблівасць дазваляе графітызаванаму нафтаваму коксу праяўляць выдатную электра- і цеплаправоднасць.
Мікракрышталічныя параметры: з дапамогай рэнтгенаўскай дыфракцыі можна разлічыць такія параметры, як міжслаёвая адлегласць (d₀₀₂), сярэдні дыяметр пласта (Lₐ) і вышыня кладкі (Lc) мікракрышталяў у графітызаваным нафтавым коксе. Гэтыя параметры адлюстроўваюць памер і размяшчэнне мікракрышталяў і служаць важнымі паказчыкамі для ацэнкі ступені графітызацыі.
II. Эфекты працэсу графітызацыі
Пераход з аморфнага ў крышталічны стан: да графітызацыі вугляродная структура нафтавага коксу з'яўляецца аморфнай і характарызуецца структурай матэрыялу тыпу «далёкая неўпарадкаванасць, блізкая ўпарадкаванасць». Пры графітызацыі (звычайна яна праводзіцца пры высокіх тэмпературах ад 2500°C да 3000°C) аморфны вуглярод паступова ператвараецца ў упарадкаваную трохмерную крышталічную структуру графіту.
Павелічэнне памеру мікракрышталітаў: падчас графітызацыі сярэдняя таўшчыня (Lc) і шырыня (Lₐ) лускавінак вугляроднай рашоткі павялічваюцца, а міжслаёвая адлегласць (d) памяншаецца. Гэта прыводзіць да павелічэння памеру мікракрышталітаў і больш дасканалай крышталічнай структуры.
Зніжэнне ўдзельнага супраціўлення: па меры павелічэння ступені графітызацыі ўдзельнае супраціўленне графітызаванага нафтавага коксу значна зніжаецца. Гэта адбываецца таму, што падчас графітызацыі размяшчэнне атамаў вугляроду становіцца больш упарадкаваным, што дазваляе электронам больш свабодна рухацца ўнутры плоскасцей пластоў, тым самым павялічваючы электраправоднасць.
III. Сувязь паміж мікраструктурай і ўласцівасцямі
Электраправоднасць: Слаістая крышталічная структура графітызаванага нафтавага коксу дазваляе электронам свабодна рухацца ўнутры плоскасцей слаёў, што прыводзіць да выдатнай электраправоднасці. Гэта ўласцівасць робіць графітызаваны нафтавы кокс шырока прымяняльным у такіх галінах, як электродныя матэрыялы і праводзячыя дадаткі.
Цеплаправоднасць: Дзякуючы сілам Ван-дэр-Ваальса, якія злучаюць пласты, цяпло можа хутка перадавацца ўнутры плоскасцей пластоў. Такім чынам, графітызаваны нафтавы кокс таксама валодае добрай цеплаправоднасцю, што робіць яго прыдатным для вырабу матэрыялаў для рассейвання цяпла і іншых ужыванняў.
Механічныя ўласцівасці: Крышталічная структура графітызаванага нафтавага коксу забяспечвае яму пэўную механічную трываласць. Аднак, у параўнанні з металічнымі матэрыяламі, яго слаістая структура прыводзіць да больш слабой міжслаёвай сувязі, што прыводзіць да адносна ніжэйшай трываласці на выгіб і сціск. Гэтая характарыстыка дае графітызаванаму нафтаваму коксу перавагу ў выпадках, калі ён павінен вытрымліваць пэўны ціск, але не патрабуе высокай трываласці.
Час публікацыі: 28 жніўня 2025 г.