3000°C-д өндөр температурт боловсруулалт хийснээр графитжуулалт нь газрын тосны кокс дахь нүүрстөрөгчийн атомуудыг эмх замбараагүй бүтцээс өндөр эмх цэгцтэй давхаргатай графит бүтэц болгон хувиргаж, цахилгаан дамжуулах чанар, дулаан дамжуулах чадварыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлж, цахилгаан эсэргүүцэл болон үнсний агууламжийг бууруулж, механик шинж чанар, химийн тогтвортой байдлыг сайжруулдаг. Энэ нь графитжуулсан газрын тосны кокс болон ердийн газрын тосны коксын хооронд гүйцэтгэлийн мэдэгдэхүйц ялгааг бий болгодог. Нарийвчилсан шинжилгээг дараах байдлаар хийнэ.
1. Бичил бүтцийн өөрчлөлт: Эмх замбараагүй байдлаас эмх цэгц рүү
Энгийн газрын тосны кокс: Газрын тосны үлдэгдлийг коксжуулах замаар үйлдвэрлэсэн нүүрстөрөгчийн атомууд нь олон тооны согог, хольцтой эмх замбараагүй байдлаар байрлаж, "давхаргын эмх замбараагүй давхарга"-тай төстэй бүтэц үүсгэдэг. Энэ бүтэц нь электрон шилжилтийг саатуулж, дулаан дамжуулах үр ашгийг бууруулдаг бол хольцууд (жишээлбэл, хүхэр, үнс) нь гүйцэтгэлд саад учруулдаг.
Бал чулуужсан газрын тосны кокс: 3000°C-д өндөр температурт боловсруулсны дараа нүүрстөрөгчийн атомууд дулааны идэвхжүүлэлтээр диффуз болон дахин зохион байгуулалтад орж, бал чулуутай төстэй давхаргат бүтэц үүсгэдэг. Энэ бүтцэд нүүрстөрөгчийн атомууд зургаан өнцөгт тор хэлбэрээр байрладаг бөгөөд давхаргууд нь ван дер Ваалсын хүчээр холбогдож, өндөр эрэмбэлэгдсэн болор үүсгэдэг. Энэхүү хувиргалт нь "тарсан цаасан хуудсыг цэвэрхэн ном болгон зохион байгуулах"-тай адил бөгөөд энэ нь электрон болон дулаан дамжуулалтыг илүү үр ашигтай болгодог.
2. Гүйцэтгэлийг сайжруулах гол механизмууд
Цахилгаан дамжуулах чадвар: Графитжуулсан газрын тосны коксын цахилгаан эсэргүүцэл мэдэгдэхүйц буурч, дамжуулах чадвар нь ердийн газрын тосны коксынхоос давсан байдаг. Учир нь дараалсан давхаргат бүтэц нь электроны тархалтыг бууруулж, электронууд илүү чөлөөтэй хөдлөх боломжийг олгодог. Жишээлбэл, батерейны электродын материалд графитжуулсан газрын тосны кокс нь илүү тогтвортой гүйдэл гаргаж чаддаг.
Дулаан дамжуулалт: Давхарласан бүтэц дэх нягт байрласан нүүрстөрөгчийн атомууд нь торны чичиргээгээр дамжуулан хурдан дулаан дамжуулах боломжийг олгодог. Энэ шинж чанар нь графитжуулсан газрын тосны коксыг электрон эд ангиудын дулаан шингээгч гэх мэт дулаан ялгаруулдаг материалд ашиглахад маш сайн болгодог.
Механик шинж чанарууд: Графитжуулсан газрын тосны коксын талст бүтэц нь түүнд өндөр хатуулаг, элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг бий болгохоос гадна тодорхой хэмжээний уян хатан чанарыг хадгалж, хэврэг хугарал үүсэх магадлалыг бууруулдаг.
Химийн тогтвортой байдал: Өндөр температурын боловсруулалт нь ихэнх хольцыг (хүхэр, үнс гэх мэт) арилгаж, химийн урвалын идэвхтэй цэгүүдийн тоог бууруулж, бал чулуужсан газрын тосны коксыг идэмхий орчинд илүү тогтвортой болгодог.
3. Хэрэглээний хувилбаруудын ялгавартай сонголт
Энгийн газрын тосны кокс: Хямд өртөгтэй тул түлш, зам барилгын материал гэх мэт гүйцэтгэлийн шаардлага багатай салбарт, эсвэл графитжуулалтын түүхий эд болгон өргөн хэрэглэгддэг.
Графитжуулсан газрын тосны кокс: Цахилгаан дамжуулах чанар, дулаан дамжуулах чанар, химийн тогтвортой байдлын ачаар өндөр зэрэглэлийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг:
- Батерейны электродууд: Сөрөг электродын материал болохын хувьд энэ нь батерейны цэнэглэх, цэнэггүйжүүлэх үр ашиг, мөчлөгийн ашиглалтын хугацааг нэмэгдүүлдэг.
- Металлургийн үйлдвэрлэл: Карбюризаторын хувьд хайлсан гангийн нүүрстөрөгчийн агууламжийг тохируулж, гангийн шинж чанарыг сайжруулдаг.
- Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэл: Нарийн боловсруулалтын шаардлагыг хангасан өндөр цэвэршилттэй бал чулуун бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
- Агаарын орон зай: Энэ нь хэт өндөр температурын орчинд тэсвэртэй, дулааны хамгаалалтын материал болж үйлчилдэг.
4. Графитжих процессын гол үүрэг
Температурын хяналт: 3000℃ нь графитжилтын чухал температурын босго юм. Энэ температураас доош нүүрстөрөгчийн атомууд бүрэн өөрчлөгдөхгүй тул графитжилтийн түвшин хангалтгүй; энэ температураас дээш байвал материалын хэт их шаталт үүсч, гүйцэтгэлд нөлөөлж болзошгүй.
Агаар мандлын хамгаалалт: Энэ үйл явцыг ихэвчлэн аргон эсвэл азот зэрэг идэвхгүй агаар мандалд явуулдаг бөгөөд ингэснээр нүүрстөрөгчийн атомууд хүчилтөрөгчтэй урвалд орж нүүрстөрөгчийн давхар исэл үүсгэхээс сэргийлж, улмаар материалын алдагдалд хүргэдэг.
Цаг хугацаа ба катализаторууд: Барих хугацааг уртасгах эсвэл катализатор (бор эсвэл титан гэх мэт) нэмэх нь графитжих үйл явцыг хурдасгаж болох ч зардлыг нэмэгдүүлдэг.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 12-р сарын 25