I. Krystalstrukturens karakteristika
Lagstruktur: Krystalstrukturen af grafitiseret petroleumskoks består af plane netværk af hexagonale kulstofatomer. Disse plane netværk er stablet lag på lag og danner en typisk lagstruktur. Lagene er forbundet af relativt svage van der Waals-kræfter, som giver grafit smøreevne og anisotropi.
Gitterkonstanter: Efter grafitiseringsbehandling nærmer gitterkonstanterne (a₀ og c₀) for petroleumskoks sig dem for naturlig grafit, hvilket indikerer en høj grad af lighed i deres krystalstrukturer. Denne strukturelle egenskab gør det muligt for grafitiseret petroleumskoks at udvise fremragende elektrisk og termisk ledningsevne.
Mikrokrystallinske parametre: Ved hjælp af røntgendiffraktion kan parametre som mellemlagsafstanden (d₀₀₂), gennemsnitlig lagdiameter (Lₐ) og stablingshøjden (Lc) af mikrokrystallerne i grafitiseret petroleumskoks beregnes. Disse parametre afspejler størrelsen og arrangementet af mikrokrystallerne og fungerer som vigtige indikatorer for evaluering af grafitiseringsgraden.
II. Virkninger af grafitiseringsprocessen
Overgang fra amorf til krystallinsk tilstand: Før grafitisering er kulstofstrukturen i petroleumskoks amorf, karakteriseret ved en "langtrækkende uordnet, korttrækkende ordnet" materialestruktur. Gennem grafitiseringsbehandling (typisk udført ved høje temperaturer fra 2500 °C til 3000 °C) omdannes det amorfe kulstof gradvist til en ordnet tredimensionel grafitkrystalstruktur.
Forøgelse af mikrokrystallitstørrelse: Under grafitisering øges den gennemsnitlige tykkelse (Lc) og bredde (Lₐ) af kulstofgitterflagerne, mens afstanden mellem lagene (d) falder. Dette resulterer i en forøgelse af mikrokrystallitstørrelsen og en mere perfekt krystalstruktur.
Reduktion i resistivitet: Efterhånden som grafitiseringsgraden stiger, falder resistiviteten af grafitiseret petroleumskoks betydeligt. Dette skyldes, at kulstofatomernes arrangement bliver mere ordnet under grafitisering, hvilket tillader elektroner at bevæge sig mere frit inden for lagplanerne og derved forbedre den elektriske ledningsevne.
III. Forholdet mellem mikrostruktur og egenskaber
Elektrisk ledningsevne: Den lagdelte krystalstruktur i grafitiseret petroleumskoks gør det muligt for elektroner at bevæge sig frit inden for lagplanerne, hvilket resulterer i fremragende elektrisk ledningsevne. Denne egenskab gør grafitiseret petroleumskoks bredt anvendelig inden for områder som elektrodematerialer og ledende additiver.
Termisk ledningsevne: På grund af van der Waals-kræfterne, der forbinder lagene, kan varme hurtigt overføres inden for lagplanerne. Derfor udviser grafitiseret petroleumskoks også god termisk ledningsevne, hvilket gør den velegnet til fremstilling af varmeafledningsmaterialer og andre anvendelser.
Mekaniske egenskaber: Krystalstrukturen af grafitiseret petroleumkoks giver den en vis mekanisk styrke. Sammenlignet med metalliske materialer resulterer dens lagdelte struktur dog i en svagere binding mellem lagene, hvilket fører til relativt lavere bøjnings- og trykstyrker. Denne ydeevneegenskab giver grafitiseret petroleumkoks en anvendelsesfordel i scenarier, hvor den skal modstå bestemte tryk, men ikke kræver høj styrke.
Opslagstidspunkt: 28. august 2025