I. Kristalinės struktūros charakteristikos
Sluoksniuota struktūra: Grafitizuoto naftos kokso kristalinę struktūrą sudaro plokščios šešiakampių anglies atomų struktūros. Šie plokščios struktūros yra sukrautos sluoksnis po sluoksnio, sudarydamos tipišką sluoksniuotą struktūrą. Sluoksnius jungia santykinai silpnos van der Valso jėgos, kurios suteikia grafitui tepumo ir anizotropijos.
Gardelės konstantos: Po grafitizavimo naftos kokso gardelės konstantos (a₀ ir c₀) priartėja prie natūralaus grafito konstantų, o tai rodo didelį jų kristalinės struktūros panašumą. Ši struktūrinė savybė leidžia grafitizuotam naftos koksui pasižymėti puikiu elektriniu ir šilumos laidumu.
Mikrokristaliniai parametrai: Rentgeno spindulių difrakcijos metodu galima apskaičiuoti tokius parametrus kaip tarpsluoksnių atstumas (d₀₀₂), vidutinis sluoksnio skersmuo (Lₐ) ir grafitizuoto naftos kokso mikrokristalų sulipimo aukštis (Lc). Šie parametrai atspindi mikrokristalų dydį ir išsidėstymą ir yra svarbūs rodikliai vertinant grafitizacijos laipsnį.
II. Grafitizacijos proceso poveikis
Perėjimas iš amorfinės į kristalinę būseną: prieš grafitizaciją naftos kokso anglies struktūra yra amorfinė, jai būdinga „ilgalaikė netvarkinga, trumpalaikė tvarkinga“ medžiagos struktūra. Grafitizacijos metu (paprastai atliekant aukštoje temperatūroje nuo 2500 °C iki 3000 °C) amorfinė anglis palaipsniui virsta tvarkinga trimatė grafito kristalų struktūra.
Mikrokristalitų dydžio padidėjimas: Grafitizacijos metu padidėja anglies gardelės dribsnių vidutinis storis (Lc) ir plotis (Lₐ), o tarpsluoksnių atstumas (d) sumažėja. Dėl to padidėja mikrokristalitų dydis ir susidaro tobulesnė kristalinė struktūra.
Varžos sumažėjimas: Didėjant grafitizacijos laipsniui, grafitizuoto naftos kokso varža žymiai sumažėja. Taip yra todėl, kad grafitizacijos metu anglies atomų išsidėstymas tampa tvarkingesnis, todėl elektronai gali laisviau judėti sluoksnių plokštumose, taip padidindami elektrinį laidumą.
III. Mikrostruktūros ir savybių ryšys
Elektros laidumas: Grafitizuoto naftos kokso sluoksniuota kristalinė struktūra leidžia elektronams laisvai judėti sluoksnių plokštumose, todėl gaunamas puikus elektros laidumas. Dėl šios savybės grafitizuotas naftos koksas yra plačiai pritaikomas tokiose srityse kaip elektrodų medžiagos ir laidūs priedai.
Šilumos laidumas: Dėl van der Valso jėgų, jungiančių sluoksnius, šiluma gali būti greitai perduodama sluoksnių plokštumose. Todėl grafituotas naftos koksas taip pat pasižymi geru šilumos laidumu, todėl tinka šilumos išsklaidymo medžiagų gamybai ir kitoms reikmėms.
Mechaninės savybės: Grafitizuoto naftos kokso kristalinė struktūra suteikia jam tam tikrą mechaninį stiprumą. Tačiau, palyginti su metalinėmis medžiagomis, jo sluoksniuota struktūra lemia silpnesnį tarpsluoksninį sukibimą, todėl lenkimo ir gniuždymo stipris yra santykinai mažesnis. Ši eksploatacinė savybė suteikia grafitizuoto naftos kokso pritaikymo pranašumą tais atvejais, kai jam reikia atlaikyti tam tikrą slėgį, bet nereikia didelio stiprumo.
Įrašo laikas: 2025 m. rugpjūčio 28 d.