石墨板的石墨化工藝及其轉化條件
為什么將石油焦等焦炭材料轉化為石墨,需要什么樣的條件轉化?理解這個問題對我們掌握石墨板的石墨化生產過程具有指導意義。
石墨被描述為結晶碳,而煤通常是無定形碳-無定形碳。微觀結構的差異將在此處進一步描述。
當通過電子顯微鏡觀察天然石墨時,它是多層晶體,在碳原子之間具有六角環瓣。該中間層和層之間的晶體層狀體具有一定的順序,在一層六邊形環的層狀體上,一個角位于相鄰層層狀體六角環的中心(見圖9-1),位于第一層和第二層。第三層完全對稱,第二層和第四層完全對稱,相鄰層之間的距離為3.354 Mr(注,“可見波長的測量單位,等于1厘米的一億分之一,即_8 A薄片的每個六邊形環結構中兩個相鄰碳原子之間的距離為1.42埃。
從化學角度來看,石油焦,瀝青焦和其他易石墨化的碳是復雜的有機大分子,以芳香烴縮合環為基本結構單元。由于焦炭溫度不同,這些聚合物還具有不同的分子量。
它們的共同特征是焦炭溫度越高,分子量越高,并且在形成大分子時,以芳族縮合環為基本結構單元的聚合化合物首先向平面方向發展。在鍛造溫度下,雖然以芳香族縮合環為基本結構單元的高分子化合物在平面方向上持續地結合,但是分子量增加,并且氫,氧和氮等元素逐漸減少。
但是,許多平面大分子之間沒有規則的重疊。盡管有些已經處于排列狀態,但平面大分子層之間的距離較大,因此無法顯示天然石墨的物理性質。