I. Карактеристике кристалне структуре
Слојевита структура: Кристална структура графитисаног нафтног кокса састоји се од планарних мрежа хексагоналних атома угљеника. Ове планарне мреже су наслагане слој по слој, формирајући типичну слојевиту структуру. Слојеви су повезани релативно слабим ван дер Валсовим силама, које графиту дају мазивост и анизотропију.
Константе решетке: Након графитизације, константе решетке (a₀ и c₀) петролног кокса приближавају се онима природног графита, што указује на висок степен сличности у њиховим кристалним структурама. Ова структурна карактеристика омогућава графитизованом петролном коксу да показује одличну електричну и топлотну проводљивост.
Микрокристални параметри: Коришћењем рендгенске дифракције могу се израчунати параметри као што су међуслојни размак (d₀₀₂), просечан пречник слоја (Lₐ) и висина наслагања (Lc) микрокристала у графитизованом нафтном коксу. Ови параметри одражавају величину и распоред микрокристала и служе као важни индикатори за процену степена графитизације.
II. Ефекти процеса графитизације
Прелазак из аморфног у кристално стање: Пре графитизације, угљенична структура нафтног кокса је аморфна, карактерише је „дугорочно неуређена, краткорочно уређена“ материјална структура. Третманом графитизације (који се обично изводи на високим температурама у распону од 2500°C до 3000°C), аморфни угљеник се постепено трансформише у уређену тродимензионалну кристалну структуру графита.
Повећање величине микрокристалита: Током графитизације, просечна дебљина (Lc) и ширина (Lₐ) љуспица угљеничне решетке се повећавају, док се међуслојни размак (d) смањује. То резултира повећањем величине микрокристалита и савршенијом кристалном структуром.
Смањење отпорности: Како се степен графитизације повећава, отпорност графитизованог нафтног кокса значајно се смањује. То је зато што током графитизације распоред атома угљеника постаје уређенији, омогућавајући електронима да се слободније крећу унутар равни слојева, чиме се повећава електрична проводљивост.
III. Однос између микроструктуре и својстава
Електрична проводљивост: Слојевита кристална структура графитизованог нафтног кокса омогућава електронима да се слободно крећу унутар равни слојева, што резултира одличном електричном проводљивошћу. Ово својство чини графитизовани нафтни кокс широко применљивим у областима као што су електродни материјали и проводни адитиви.
Топлотна проводљивост: Због ван дер Валсових сила које повезују слојеве, топлота се може брзо преносити унутар равни слојева. Сходно томе, графитизовани нафтни кокс такође показује добру топлотну проводљивост, што га чини погодним за производњу материјала за одвођење топлоте и друге примене.
Механичка својства: Кристална структура графитизованог нафтног кокса пружа му одређену механичку чврстоћу. Међутим, у поређењу са металним материјалима, његова слојевита структура резултира слабијим међуслојним везама, што доводи до релативно нижих чврстоћа на савијање и притисак. Ова карактеристика даје графитизованом нафтном коксу предност у примени у сценаријима где треба да издржи одређене притиске, али не захтева велику чврстоћу.
Време објаве: 28. август 2025.