ພາລາມິເຕີຂະບວນການຫຼັກຂອງຂະບວນການສ້າງກຣາບແມ່ນຫຍັງ?

ການແຍກກຣາຟເປັນຂະບວນການຫຼັກທີ່ປ່ຽນວັດສະດຸຄາບອນທີ່ບໍ່ມີຮູບຮ່າງ ແລະ ບໍ່ເປັນລະບຽບໃຫ້ກາຍເປັນໂຄງສ້າງຜລຶກກຣາຟທີ່ເປັນລະບຽບ, ໂດຍມີຕົວກໍານົດຫຼັກຂອງມັນມີອິດທິພົນໂດຍກົງຕໍ່ລະດັບການແຍກກຣາຟ, ຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸ ແລະ ປະສິດທິພາບການຜະລິດ. ຂ້າງລຸ່ມນີ້ແມ່ນຕົວກໍານົດຂະບວນການທີ່ສໍາຄັນ ແລະ ການພິຈາລະນາດ້ານເຕັກນິກສໍາລັບການແຍກກຣາຟ:

I. ພາລາມິເຕີອຸນຫະພູມແກນກາງ

ຂອບເຂດອຸນຫະພູມເປົ້າໝາຍ
ການສ້າງກຣາຟິຕິເຊຊັນຕ້ອງການໃຫ້ວັດສະດຸມີຄວາມຮ້ອນເຖິງ 2300–3000 ℃, ບ່ອນທີ່:

• 2500 ℃ ໝາຍເຖິງຈຸດສຳຄັນສຳລັບການຫຼຸດຜ່ອນໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຊັ້ນ graphite ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ເລີ່ມຕົ້ນການສ້າງໂຄງສ້າງທີ່ເປັນລະບຽບ;
• ທີ່ 3000 ℃, ການເກີດກຣາຟໃກ້ຈະສຳເລັດແລ້ວ, ໂດຍມີໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຊັ້ນມີຄວາມໝັ້ນຄົງຢູ່ທີ່ 0.3354 nm (ຄ່າກຣາຟໄຟທີ່ເໝາະສົມ) ແລະ ລະດັບການເກີດກຣາຟໄຟເກີນ 90%.

ເວລາຮັກສາອຸນຫະພູມສູງ

• ຮັກສາອຸນຫະພູມເປົ້າໝາຍໄວ້ເປັນເວລາ 6–30 ຊົ່ວໂມງເພື່ອຮັບປະກັນການແຈກຢາຍອຸນຫະພູມເຕົາອົບຢ່າງເປັນເອກະພາບ;
• ຕ້ອງມີການຢຸດພະລັງງານເພີ່ມເຕີມອີກ 3–6 ຊົ່ວໂມງໃນລະຫວ່າງການສະໜອງພະລັງງານເພື່ອປ້ອງກັນການຟື້ນຕົວຂອງຄວາມຕ້ານທານ ແລະ ຫຼີກເວັ້ນຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງຕາຂ່າຍທີ່ເກີດຈາກການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມ.

II. ການຄວບຄຸມເສັ້ນໂຄ້ງຄວາມຮ້ອນ

ຍຸດທະສາດການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນແບບເປັນໄລຍະ

• ໄລຍະຄວາມຮ້ອນເບື້ອງຕົ້ນ (0–1000℃): ຄວບຄຸມທີ່ 50℃/ຊົ່ວໂມງ ເພື່ອສົ່ງເສີມການປ່ອຍສານລະເຫີຍທີ່ລະເຫີຍໄດ້ເທື່ອລະກ້າວ (ເຊັ່ນ: ນ້ຳມັນດິບ, ອາຍແກັສ) ແລະ ປ້ອງກັນການລະເບີດຂອງເຕົາໄຟ;
• ໄລຍະຄວາມຮ້ອນ (1000–2500℃): ເພີ່ມຂຶ້ນເປັນ 100℃/ຊົ່ວໂມງ ເມື່ອຄວາມຕ້ານທານໄຟຟ້າຫຼຸດລົງ, ໂດຍມີກະແສໄຟຟ້າທີ່ຖືກປັບເພື່ອຮັກສາພະລັງງານ;
• ໄລຍະການລວມຕົວກັນທີ່ອຸນຫະພູມສູງ (2500–3000℃): ປະໄວ້ 20–30 ຊົ່ວໂມງເພື່ອສ້ອມແປງຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ ແລະ ການຈັດລຽງໃໝ່ຂອງຈຸລະພາກ.

ການຄຸ້ມຄອງທີ່ມີການປ່ຽນແປງໄວ

• ວັດຖຸດິບຕ້ອງໄດ້ປະສົມໂດຍອີງໃສ່ເນື້ອໃນທີ່ລະເຫີຍໄດ້ເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການເຂັ້ມຂຸ້ນໃນທ້ອງຖິ່ນ;
• ມີຮູລະບາຍອາກາດຢູ່ໃນຊັ້ນປ້ອງກັນດ້ານເທິງເພື່ອຮັບປະກັນການລະບາຍອາຍທີ່ລະເຫີຍໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ;
• ເສັ້ນໂຄ້ງຄວາມຮ້ອນຈະຖືກຊ້າລົງໃນຊ່ວງການປ່ອຍອາຍພິດລະເຫີຍສູງສຸດ (ເຊັ່ນ 800–1200℃) ເພື່ອປ້ອງກັນການເຜົາໄໝ້ທີ່ບໍ່ສົມບູນ ແລະ ການສ້າງຄວັນດຳ.

III. ການເພີ່ມປະສິດທິພາບການໂຫຼດເຕົາອົບ

ການແຈກຢາຍວັດສະດຸຄວາມຕ້ານທານແບບເອກະພາບ

• ວັດສະດຸຕ້ານທານຄວນໄດ້ຮັບການແຈກຢາຍຢ່າງເທົ່າທຽມກັນຈາກຫົວເຕົາຫາຫາງຜ່ານການໂຫຼດເສັ້ນຍາວເພື່ອປ້ອງກັນກະແສອະຄະຕິທີ່ເກີດຈາກການຈັດກຸ່ມອະນຸພາກ;
• ຖ້ວຍຕົ້ມໃໝ່ ແລະ ເກົ່າຕ້ອງໄດ້ປະສົມເຂົ້າກັນຢ່າງເໝາະສົມ ແລະ ຫ້າມວາງຊ້ອນກັນເປັນຊັ້ນໆ ເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການຮ້ອນເກີນໄປເນື່ອງຈາກການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມຕ້ານທານ.

ການຄັດເລືອກວັດສະດຸຊ່ວຍ ແລະ ການຄວບຄຸມຂະໜາດຂອງອະນຸພາກ

• ≤10% ຂອງວັດສະດຸເສີມຄວນປະກອບດ້ວຍຄວາມລະອຽດ 0–1 ມມ ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມບໍ່ເປັນເອກະພາບຂອງຄວາມຕ້ານທານ;
• ວັດສະດຸເສີມທີ່ມີຂີ້ເທົ່າຕ່ຳ (<1%) ແລະ ມີຄວາມລະເຫີຍຕ່ຳ (<5%) ແມ່ນໄດ້ຮັບຄວາມສຳຄັນເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສ່ຽງໃນການດູດຊຶມສິ່ງປົນເປື້ອນ.

IV. ການຄວບຄຸມການເຮັດຄວາມເຢັນ ແລະ ການຍົກສິນຄ້າ

ຂະບວນການເຮັດໃຫ້ເຢັນຕາມທຳມະຊາດ

• ຫ້າມບໍ່ໃຫ້ມີການບັງຄັບໃຫ້ເຮັດໃຫ້ເຢັນໂດຍການສີດນໍ້າ; ແທນທີ່ຈະ, ວັດສະດຸຈະຖືກກຳຈັດອອກເປັນຊັ້ນໆໂດຍໃຊ້ອຸປະກອນຈັບ ຫຼື ອຸປະກອນດູດເພື່ອປ້ອງກັນການແຕກຂອງຄວາມກົດດັນຈາກຄວາມຮ້ອນ;
• ເວລາເຮັດໃຫ້ເຢັນຕ້ອງ ≥7 ມື້ເພື່ອຮັບປະກັນການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມພາຍໃນວັດສະດຸເທື່ອລະກ້າວ.

ອຸນຫະພູມການຍົກນ້ຳໜັກ ແລະ ການຈັດການໜ້າດິນ

• ການຍົກຕົວຢ່າງທີ່ດີທີ່ສຸດເກີດຂຶ້ນເມື່ອໝໍ້ຕົ້ມສູງເຖິງ ~150℃; ການກຳຈັດອອກກ່ອນໄວອັນຄວນເຮັດໃຫ້ເກີດການຜຸພັງຂອງວັດສະດຸ (ເພີ່ມພື້ນທີ່ຜິວສະເພາະ) ແລະ ຄວາມເສຍຫາຍຂອງໝໍ້ຕົ້ມ;
• ເປືອກໜາ 1–5 ມມ (ມີສິ່ງເຈືອປົນເລັກນ້ອຍ) ຈະປະກົດຕົວຢູ່ເທິງໜ້າດິນຂອງເຕົາອົບໃນລະຫວ່າງການຂົນອອກ ແລະ ຕ້ອງໄດ້ເກັບຮັກສາໄວ້ແຍກຕ່າງຫາກ, ໂດຍບັນຈຸວັດສະດຸທີ່ມີຄຸນນະພາບໃສ່ໃນຖົງບັນຈຸໂຕນເພື່ອຂົນສົ່ງ.

V. ການວັດແທກລະດັບກຣາຟິຕິເຊຊັນ ແລະ ສຳພັນທາງຊັບສິນ

ວິທີການວັດແທກ

• ການຫັກເຫຂອງລັງສີເອັກສ໌ (XRD): ຄິດໄລ່ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຊັ້ນ d002​ ຜ່ານຕຳແໜ່ງສູງສຸດຂອງການຫັກເຫ (002), ດ້ວຍລະດັບການແຍກກຣາຟ g ທີ່ໄດ້ມາຈາກການໃຊ້ສູດຂອງ Franklin:

(ບ່ອນທີ່ c0​ ແມ່ນໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຊັ້ນທີ່ວັດແທກໄດ້; g=84.05% ເມື່ອ d002​=0.3360nm).

• ການວິເຄາະດ້ວຍເຄື່ອງສະເປກໂຕຣສະໂຄປີຣາມັນ: ປະເມີນລະດັບການເກີດກຣາຟຜ່ານອັດຕາສ່ວນຄວາມເຂັ້ມຂອງຈຸດສູງສຸດ D ຕໍ່ຈຸດສູງສຸດ G.

ຜົນກະທົບຕໍ່ຊັບສິນ

• ທຸກໆການເພີ່ມຂຶ້ນ 0.1 ອົງສາຂອງກາຟຣາຕິເຊຊັນຈະຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ານທານລົງ 30% ແລະ ເພີ່ມຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນຂຶ້ນ 25%;
• ວັດສະດຸທີ່ມີກຣາຟສູງ (>90%) ມີຄວາມນຳໄຟຟ້າສູງເຖິງ 1.2 × 10⁵ S/m, ເຖິງແມ່ນວ່າຄວາມທົນທານຂອງແຮງກະທົບອາດຈະຫຼຸດລົງ, ເຊິ່ງຈຳເປັນຕ້ອງໃຊ້ເຕັກນິກວັດສະດຸປະສົມເພື່ອດຸ່ນດ່ຽງປະສິດທິພາບ.

VI. ການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງພາລາມິເຕີຂະບວນການຂັ້ນສູງ

ການແຍກທາດກາຟຣາຟິຕິເຊຊັນດ້ວຍຕົວເລັ່ງປະຕິກິລິຍາ

• ຕົວເລັ່ງປະຕິກິລິຍາທາດເຫຼັກ/ນິກເກີນສ້າງເປັນໄລຍະກາງຂອງ Fe₃C/Ni₃C, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ອຸນຫະພູມການເກີດກຣາຟິຕີເຊຊັນຫຼຸດລົງເປັນ 2200℃;
• ຕົວເລັ່ງປະຕິກິລິຍາໂບຣອນຈະເຂົ້າໄປໃນຊັ້ນຄາບອນເພື່ອສົ່ງເສີມການຈັດລຽງລຳດັບ, ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີອຸນຫະພູມ 2300℃.

ການເຜົາຜານດ້ວຍກຣາຟິຕິເຊຊັນທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງພິເສດ

• ການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນດ້ວຍໄຟຟ້າພລາສມາ (ອຸນຫະພູມແກນພລາສມາອາກອນ: 15,000℃) ບັນລຸອຸນຫະພູມໜ້າດິນ 3200℃ ແລະ ລະດັບການເກີດກຣາຟິເຕຊັນ >99%, ເໝາະສຳລັບແກຣໄຟດລະດັບນິວເຄຼຍ ແລະ ລະດັບການບິນອະວະກາດ.

ການສ້າງກຣາຟິເຕຊັນດ້ວຍໄມໂຄເວຟ

• ໄມໂຄເວຟ 2.45 GHz ກະຕຸ້ນການສັ່ນສະເທືອນຂອງອະຕອມຄາບອນ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ອັດຕາການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນສູງເຖິງ 500℃/ນາທີ ໂດຍບໍ່ມີການປ່ຽນອຸນຫະພູມ, ເຖິງແມ່ນວ່າຈະຈຳກັດຢູ່ໃນອົງປະກອບທີ່ມີຝາບາງໆ (<50 ມມ).