溫度與石墨化過程-偉名石墨

溫度與石墨化過程

石油焦、瀝青焦等易石墨化炭其微晶結構的基本單元是以碳原子為主體的多層疊合芳香烴縮合環片狀體，但是片狀體的尺寸較小，層面間距較大。要使石油焦、瀝青焦的微晶結構形成石墨晶體結構，芳香烴縮合環片狀體的尺寸和層面間距必須達到接近天然石墨的晶格尺寸，才能顯示出石墨的物理化學性質（主要看材料的真密度與電阻率、硬度和潤滑）。一定要有足夠的能量才能使芳香烴縮合環片狀體的尺寸增加和層面間距縮小，這個能量由高溫來提供。在石墨化過程的第一階段（溫度在1000~1800℃之間），所產生的變化可以看作是炭化作用的深化，微晶周圍的弱極性鍵被切斷，如C一C單鍵和C-H、C一O等異性原子間的鍵，由此引起氣化逸散和伴隨碳原子在層面上的融并而來的微晶尺寸（微晶.片狀體的寬度）的增大。

一般情況下，石油焦需要加熱到1700℃以上片狀體尺寸才有較明顯的增長，而瀝青焦的石墨化需要更高的起點溫度。難石墨化炭（硬炭）甚至經過3000℃的高溫熱處理，它的L值仍然不超過7nm，平行疊合層數N還在12以下。另一方面軟炭只經過1720℃的熱處理，它的L值已經達到7nm，平行疊合層數已超過30。以普通級別的石油焦為原料生產普通功率石墨電極的石墨化溫度應達到2500℃左右，大規格成品電極的電阻率可降低到7~9uA.m，真密度達到2.21g/cm3以上。以針狀焦為原料生產超高功率石墨電極的石墨化溫度應達到2800~3000℃，大規格超高功率石墨電極的電阻率可降低到5~6μ.m.真密度達到2.23g/cm3以上。

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