Ìtọ́jú Grafitization sábà máa ń nílò àwọn iwọ̀n otútù gíga láti 2300 sí 3000℃, pẹ̀lú ìlànà pàtàkì rẹ̀ ni ìyípadà àwọn átọ̀mù erogba láti ìṣètò tí kò ṣiṣẹ́ dáadáa sí ìṣètò graphite kristali tí a ṣètò nípasẹ̀ ìtọ́jú ooru tí ó ní iwọ̀n otútù gíga. Ní ìsàlẹ̀ yìí ni ìṣàyẹ̀wò kíkún:
I. Iwọn otutu fun itọju Graphitization ibile
A. Awọn ibeere Iwọn otutu ipilẹ
Àwòrán ìṣàpẹẹrẹ àṣà ìbílẹ̀ nílò gbígbé iwọn otutu sókè sí 2300 sí 3000℃, níbi tí:
- 2500℃ jẹ́ àmì ìyípadà pàtàkì kan, níbi tí àlàfo àárín àwọn átọ̀mù erogba ti dínkù gidigidi, àti pé ìwọ̀n graphitization yára pọ̀ sí i;
- Ní ìpele 3000℃, àwọn àyípadà máa ń di díẹ̀díẹ̀, kírísítà graphite sì máa ń sún mọ́ pípé, bó tilẹ̀ jẹ́ pé ìgbóná ara tó ń pọ̀ sí i máa ń dín àwọn àtúnṣe díẹ̀díẹ̀ nínú iṣẹ́ kù.
B. Ipa ti Awọn Iyatọ Ohun elo lori Iwọn otutu
- Ó rọrùn láti fi àwọn carbon sínú graphitize (fún àpẹẹrẹ, epo petroleum coke): Wọlé sí ìpele graphitize ní 1700℃, pẹ̀lú ìbísí pàtàkì nínú ìpele graphitization ní 2500℃;
- Ó ṣòro láti ṣe àgbékalẹ̀ àwọn erogba (fún àpẹẹrẹ, anthracite): Ó nílò iwọ̀n otútù tó ga jù (tó ń sún mọ́ 3000℃) láti ṣe àṣeyọrí ìyípadà kan náà.
II. Ọ̀nà tí àwọn iwọn otutu gíga fi ń gbé ìṣètò átọ́mù erogba lárugẹ
A. Ipele 1 (1000–1800℃): Ìtújáde Ìyípadà àti Ìtòlẹ́sẹẹsẹ Oníwọ̀n Méjì
- Àwọn ẹ̀wọ̀n alífátíkì, àwọn ìdè CH, àti C=O máa ń fọ́, wọ́n á sì tú hydrogen, oxygen, nitrogen, sulfur, àti àwọn èròjà míràn jáde ní ìrísí monomers tàbí àwọn molecule tí ó rọrùn (fún àpẹẹrẹ, CH₄, CO₂);
- Àwọn ìpele átọ́mù erogba máa ń fẹ̀ sí i láàárín ìpele onípele méjì, pẹ̀lú gíga microcrystalline tó ń pọ̀ sí i láti 1 nm sí 10 nm, nígbàtí ìpele àárín àwọn ìpele náà kò yí padà rárá;
- Àwọn ilana endothermic (àwọn ìṣesí kẹ́míkà) àti exothermic (àwọn ilana ti ara, bíi ìtújáde agbára interfacial láti píparẹ́ ààlà microcrystalline) máa ń wáyé ní àkókò kan náà.
B. Ipele 2 (1800–2400℃): Ṣíṣe Àkójọpọ̀ Ìwọ̀n Mẹ́ta àti Àtúnṣe Ààlà Igi
- Àwọn ìpele ìgbóná tí ó pọ̀ sí i ti àwọn átọ̀mù erogba ń mú kí wọ́n yípadà sí àwọn ètò onípele mẹ́ta, tí a ń ṣàkóso nípasẹ̀ ìlànà agbára ọ̀fẹ́ tí ó kéré jùlọ;
- Àwọn ìtúpalẹ̀ àti ààlà ọkà lórí àwọn ọkọ̀ ojú omi kírísítà máa ń pòórá díẹ̀díẹ̀, èyí tí a fi hàn nípasẹ̀ ìfarahàn àwọn ìlà mímú (hko) àti (001) nínú àwọn ìwòran ìyípadà X-ray, èyí tí ó ń jẹ́rìí sí ìṣẹ̀dá àwọn ìṣètò onípele mẹ́ta tí a ṣètò;
- Àwọn ohun ìdọ̀tí kan máa ń di carbides (fún àpẹẹrẹ, silicon carbide), èyí tí ó máa ń bàjẹ́ di irin vapor àti graphite ní ìwọ̀n otútù gíga.
C. Ipele 3 (Lókè 2400℃): Ìdàgbàsókè ọkà àti Àtúntò
- Ìwọ̀n ọkà máa ń pọ̀ sí i ní ẹ̀gbẹ́ a-axis sí àròpín 10–150 nm àti ní ẹ̀gbẹ́ c-axis sí nǹkan bí ìpele 60 (ní nǹkan bí 20 nm);
- Àwọn átọ̀mù erogba máa ń ṣe àtúnṣe lattice nípasẹ̀ ìṣíkiri inú tàbí àárín moleku, nígbàtí ìwọ̀n ìtújáde àwọn ohun èlò erogba máa ń pọ̀ sí i ní ìlọ́po méjì pẹ̀lú iwọ̀n otútù;
- Pípàṣípààrọ̀ ohun èlò tí ń ṣiṣẹ́ máa ń wáyé láàárín àwọn ìpele líle àti gáàsì, èyí tí ó máa ń yọrí sí ìṣẹ̀dá ìrísí kírísítà graphite tí a ṣètò dáradára.
III. Ṣíṣe àtúnṣe iwọn otutu nípasẹ̀ Àwọn Ìlànà Pàtàkì
A. Ṣíṣàfihàn Àwòrán Oníkalítíkì
Fífi àwọn ohun èlò bíi irin tàbí ferrosilicon kún un lè dín ìwọ̀n otútù graphitization kù sí ìwọ̀n 1500–2200℃. Fún àpẹẹrẹ:
- Ferrosilicon catalyst (25% akoonu silikoni) le dinku iwọn otutu lati 2500–3000℃ si 1500℃;
- BN catalyst le dinku iwọn otutu si isalẹ 2200℃ lakoko ti o n mu iṣalaye awọn okun erogba pọ si.
B. Ṣíṣàfihàn Ìwọ̀n Òtútù Gíga Jùlọ
A lo ilana yii fun awọn ohun elo mimọ giga bi iru iparun-ipele ati graphite ipele afẹfẹ, o nlo igbona induction igbohunsafẹfẹ alabọde tabi igbona arc plasma (fun apẹẹrẹ, iwọn otutu inu plasma argon ti o de 15,000℃) lati ṣaṣeyọri iwọn otutu dada ti o ju 3200℃ lọ lori awọn ọja naa;
- Ìwọ̀n graphitization kọjá 0.99, pẹ̀lú akoonu èérí tí kò pọ̀ rárá (àkóónú eérú < 0.01%).
IV. Ipa ti iwọn otutu lori awọn ipa ti a fi aworan ṣe
A. Ìdènà àti Ìyíwọ́padà Ooru
Fún gbogbo ìbísí 0.1 nínú ìwọ̀n graphitization, resistance yóò dínkù sí 30%, àti thermal conductivity yóò pọ̀ sí 25%. Fún àpẹẹrẹ, lẹ́yìn ìtọ́jú ní 3000℃, resistance yóò dínkù sí 1/4–1/5 ti iye àkọ́kọ́ rẹ̀.
B. Àwọn Ohun Èlò Mẹ́kítíráàkì
Awọn iwọn otutu giga dinku aaye laarin awọn fẹlẹfẹlẹ ti graphite si awọn iye ti o fẹrẹ to dara julọ (0.3354 nm), eyi ti o mu resistance ooru ati iduroṣinṣin kemikali pọ si ni pataki (pẹlu idinku ti o ni ila ti imugboroosi ti 50%–80%), lakoko ti o tun funni ni epo ati resistance wọ.
C. Ìmúdàgba Mímọ́
Ní 3000℃, àwọn ìdè kẹ́míkà nínú 99.9% àwọn èròjà àdánidá máa ń bàjẹ́, èyí sì máa ń jẹ́ kí àwọn èròjà ìdọ̀tí jáde ní ìrísí gáàsì, èyí sì máa ń yọrí sí mímọ́ ọjà tó tó 99.9% tàbí jù bẹ́ẹ̀ lọ.
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Oṣù Kẹsàn-11-2025