ຂະບວນການຂອງ "graphitization" ຫມາຍເຖິງຫຍັງແທ້?

"ການແຍກກຣາບຟິກ"

"ການເຮັດໃຫ້ເປັນກຣາຟິໄທເຊຊັນ" ໝາຍເຖິງຂະບວນການປະຕິບັດຄວາມຮ້ອນທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ (ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວຈະດຳເນີນຢູ່ທີ່ 2000°C ຫາ 3000°C ຫຼືສູງກວ່າ) ທີ່ປ່ຽນໂຄງສ້າງຈຸນລະພາກຂອງວັດສະດຸຄາບອນ (ເຊັ່ນ: ໂຄກປີໂຕຣລຽມ, ນໍ້າມັນຖ່ານຫີນ, ຖ່ານຫີນແອນທຣາໄຊ, ແລະອື່ນໆ) ຈາກສະພາບທີ່ບໍ່ເປັນລະບຽບ ຫຼື ມີລຳດັບຕ່ຳໄປສູ່ໂຄງສ້າງຜລຶກທີ່ມີຊັ້ນຄ້າຍຄືກັບກຣາຟິດທຳມະຊາດ. ຫຼັກຂອງຂະບວນການນີ້ແມ່ນຢູ່ໃນການຈັດລຽງລຳດັບພື້ນຖານຂອງອະຕອມຄາບອນ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ວັດສະດຸມີຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບ ແລະ ເຄມີທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງກຣາຟິດ.

ຂະບວນການລະອຽດ ແລະ ກົນໄກຂອງການເກີດກຣາບ

ຂັ້ນຕອນການບຳບັດຄວາມຮ້ອນ

1. ເຂດອຸນຫະພູມຕ່ຳ (<1000°C)
   • ສ່ວນປະກອບທີ່ລະເຫີຍໄດ້ (ເຊັ່ນ: ຄວາມຊຸ່ມຊື່ນ, ໄຮໂດຄາບອນເບົາ) ຈະຄ່ອຍໆລະເຫີຍ, ແລະໂຄງສ້າງຈະເລີ່ມຫົດຕົວເລັກນ້ອຍ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ອະຕອມຄາບອນຍັງຄົງບໍ່ເປັນລະບຽບ ຫຼື ມີລະບຽບໄລຍະສັ້ນ.
2. ເຂດອຸນຫະພູມປານກາງ (1000–2000°C)
   • ອະຕອມຄາບອນເລີ່ມຈັດລຽງຄືນໃໝ່ຜ່ານການເຄື່ອນທີ່ດ້ວຍຄວາມຮ້ອນ, ປະກອບເປັນໂຄງສ້າງເຄືອຂ່າຍຫົກຫຼ່ຽມທີ່ມີລຳດັບທ້ອງຖິ່ນ (ຄ້າຍຄືກັບໂຄງສ້າງໃນລະນາບຂອງແກຣໄຟ). ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການຈັດລຽນລະຫວ່າງຊັ້ນຍັງຄົງບໍ່ເປັນລະບຽບ.
3. ເຂດທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ (>2000°C)
   • ພາຍໃຕ້ການສຳຜັດກັບອຸນຫະພູມສູງເປັນເວລາດົນ, ຊັ້ນຄາບອນຈະຄ່ອຍໆຈັດລຽນຂະໜານກັນ, ປະກອບເປັນໂຄງສ້າງຜລຶກທີ່ມີລຳດັບສາມມິຕິ (ໂຄງສ້າງທີ່ມີກຣາບຟິກ). ແຮງລະຫວ່າງຊັ້ນຈະອ່ອນແອລົງ (ປະຕິກິລິຍາ van der Waals), ໃນຂະນະທີ່ຄວາມແຂງແຮງຂອງພັນທະໂຄວາເລນໃນລະນາບເພີ່ມຂຶ້ນ.

ການຫັນປ່ຽນໂຄງສ້າງທີ່ສຳຄັນ

• ການຈັດລຽງອະຕອມຄາບອນຄືນໃໝ່: ການຫັນປ່ຽນຈາກໂຄງສ້າງທີ່ບໍ່ມີຮູບຮ່າງ “turbostatic” ໄປສູ່ໂຄງສ້າງ “ຊັ້ນ” ທີ່ເປັນລະບຽບ, ໂດຍມີອະຕອມຄາບອນຢູ່ໃນລະນາບສ້າງພັນທະໂຄວາເລນປະສົມ sp² ແລະ ການຜູກມັດລະຫວ່າງຊັ້ນຜ່ານກຳລັງ van der Waals.
• ການກຳຈັດຂໍ້ບົກຜ່ອງ: ອຸນຫະພູມສູງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງຜລຶກ (ເຊັ່ນ: ຕຳແໜ່ງວ່າງ, ການເຄື່ອນທີ່), ເພີ່ມຄວາມເປັນຜລຶກ ແລະ ຄວາມສົມບູນຂອງໂຄງສ້າງ.

ຈຸດປະສົງຫຼັກຂອງການສ້າງກຣາບຟິກ

1. ການນຳໄຟຟ້າທີ່ດີຂຶ້ນ
   • ອະຕອມຄາບອນທີ່ຖືກຈັດລຽງເປັນລະບຽບສ້າງເຄືອຂ່າຍທີ່ນຳໄຟຟ້າໄດ້, ເຮັດໃຫ້ສາມາດເຄື່ອນທີ່ຂອງເອເລັກຕຣອນໄດ້ຢ່າງເສລີພາຍໃນຊັ້ນຕ່າງໆ ແລະ ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ານທານໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ (ຕົວຢ່າງ, ໂຄກນ້ຳມັນທີ່ມີກຣາຟິດສະແດງຄວາມຕ້ານທານຕໍ່າກວ່າວັດສະດຸທີ່ບໍ່ມີກຣາຟິດຫຼາຍກວ່າ 10 ເທົ່າ).
   • ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ: ຂົ້ວໄຟຟ້າແບັດເຕີຣີ, ແປງຄາບອນ, ອົງປະກອບອຸດສາຫະກໍາໄຟຟ້າທີ່ຕ້ອງການຄວາມນໍາໄຟຟ້າສູງ.
2. ປັບປຸງຄວາມໝັ້ນຄົງທາງຄວາມຮ້ອນ
   • ໂຄງສ້າງທີ່ເປັນລະບຽບຕ້ານທານກັບການຜຸພັງ ຫຼື ການເນົ່າເປື່ອຍໃນອຸນຫະພູມສູງ, ເພີ່ມຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນ (ເຊັ່ນ: ວັດສະດຸທີ່ມີກຣາບໄຟທົນໄດ້ >3000°C ໃນບັນຍາກາດທີ່ບໍ່ມີປະຕິກິລິຍາ).
   • ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ: ວັດສະດຸທົນໄຟ, ຖ້ວຍທົດລອງອຸນຫະພູມສູງ, ລະບົບປ້ອງກັນຄວາມຮ້ອນຂອງຍານອະວະກາດ.
3. ຄຸນສົມບັດກົນຈັກທີ່ດີທີ່ສຸດ
   • ໃນຂະນະທີ່ການສ້າງກຣາຟອາດຈະຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເຂັ້ມແຂງໂດຍລວມ (ເຊັ່ນ: ການຫຼຸດລົງຂອງຄວາມເຂັ້ມແຂງຈາກການບີບອັດ), ໂຄງສ້າງຊັ້ນໆເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມບໍ່ເປັນລະບຽບ, ຮັກສາຄວາມເຂັ້ມແຂງໃນລະນາບສູງ ແລະ ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມແຕກຫັກງ່າຍ.
   • ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ: ເອເລັກໂຕຣດກຣາໄຟທ໌, ບລັອກແຄໂທດຂະໜາດໃຫຍ່ທີ່ຕ້ອງການຄວາມຕ້ານທານການຊ໊ອກຄວາມຮ້ອນ ແລະ ຄວາມຕ້ານທານການສວມໃສ່.
4. ສະຖຽນລະພາບທາງເຄມີທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ
   • ຄວາມເປັນຜລຶກສູງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນບໍລິເວນທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວຂອງໜ້າດິນ, ຫຼຸດຜ່ອນອັດຕາການເກີດປະຕິກິລິຍາກັບອົກຊີເຈນ, ກົດ ຫຼື ເບສ, ແລະ ເພີ່ມຄວາມຕ້ານທານການກັດກ່ອນ.
   • ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ: ບັນຈຸສານເຄມີ, ຊັ້ນໃນເອເລັກໂຕຣໄລເຊີໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ກັດກ່ອນ.

ປັດໄຈທີ່ມີອິດທິພົນຕໍ່ການເກີດກຣາຟິດ

1. ຄຸນສົມບັດຂອງວັດຖຸດິບ
   • ປະລິມານຄາບອນຄົງທີ່ທີ່ສູງຈະຊ່ວຍໃຫ້ເກີດກາກຣາຟິຕິເຊຊັນໄດ້ງ່າຍຂຶ້ນ (ຕົວຢ່າງ, ໂຄກນ້ຳມັນເຊື້ອໄຟຈະເກີດກາກຣາຟິຕິເຊຊັນໄດ້ງ່າຍກວ່ານ້ຳມັນດິບຖ່ານຫີນ).
   • ສິ່ງເຈືອປົນ (ເຊັ່ນ: ຊູນຟູຣິກ, ໄນໂຕຣເຈນ) ຂັດຂວາງການຈັດລຽງປະລໍາມະນູຄືນໃໝ່ ແລະ ຕ້ອງການການປະຕິບັດກ່ອນ (ເຊັ່ນ: ການກຳຈັດຊູນຟູຣິກ).
2. ເງື່ອນໄຂການປຸງແຕ່ງດ້ວຍຄວາມຮ້ອນ
   • ອຸນຫະພູມ: ອຸນຫະພູມທີ່ສູງຂຶ້ນເຮັດໃຫ້ລະດັບການສ້າງກຣາຟເພີ່ມຂຶ້ນແຕ່ເພີ່ມຄ່າໃຊ້ຈ່າຍອຸປະກອນແລະການໃຊ້ພະລັງງານ.
   • ເວລາ: ເວລາຖືຄອງທີ່ຍາວນານຈະຊ່ວຍປັບປຸງຄວາມສົມບູນແບບຂອງໂຄງສ້າງ, ແຕ່ໄລຍະເວລາທີ່ຫຼາຍເກີນໄປອາດຈະເຮັດໃຫ້ເມັດເມັດຫຍາບ ແລະ ປະສິດທິພາບຫຼຸດລົງ.
   • ບັນຍາກາດ: ສະພາບແວດລ້ອມທີ່ບໍ່ມີປະຕິກິລິຍາ (ເຊັ່ນ: ອາກອນ) ຫຼື ສູນຍາກາດປ້ອງກັນການຜຸພັງ ແລະ ສົ່ງເສີມປະຕິກິລິຍາການສ້າງກຣາຟິເຕຊັນ.
3. ສານເຕີມແຕ່ງ
   • ຕົວເລັ່ງປະຕິກິລິຍາ (ເຊັ່ນ: ໂບຣອນ, ຊິລິກອນ) ຫຼຸດຜ່ອນອຸນຫະພູມກາຟຣາຟິຕິເຊຊັນ ແລະ ປັບປຸງປະສິດທິພາບ (ເຊັ່ນ: ການເສີມໂບຣອນຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນອຸນຫະພູມທີ່ຕ້ອງການລົງປະມານ 500°C).

ການປຽບທຽບວັດສະດຸທີ່ມີກາຟິກທຽບກັບວັດສະດຸທີ່ບໍ່ມີກາຟິກ

ກໍລະນີການນຳໃຊ້ຕົວຈິງ

1. ເອເລັກໂຕຣດກຣາໄຟທ໌
   • ໂຄກປີໂຕຣລຽມ ຫຼື ນ້ຳມັນດິນຖ່ານຫີນຖືກເຮັດໃຫ້ເປັນກຣາບເພື່ອຜະລິດເອເລັກໂຕຣດທີ່ມີຄວາມນຳໄຟຟ້າສູງ ແລະ ມີຄວາມແຂງແຮງສູງສຳລັບການຜະລິດເຫຼັກກ້າໃນເຕົາໄຟຟ້າ, ທົນທານຕໍ່ອຸນຫະພູມ >3000°C ແລະ ກະແສໄຟຟ້າທີ່ແຮງ.
2. ຂົ້ວບວກແບັດເຕີຣີລິທຽມໄອອອນ
   • ແກຣໄຟທ໌ທຳມະຊາດ ຫຼື ສັງເຄາະ (ກຣາໄຟທ໌) ເຮັດໜ້າທີ່ເປັນວັດສະດຸອາໂນດ, ໂດຍນຳໃຊ້ໂຄງສ້າງຊັ້ນຂອງມັນສຳລັບການລວມ/ຖອນປະຕິກິລິຍາຂອງລີທຽມໄອອອນຢ່າງວ່ອງໄວ, ປັບປຸງປະສິດທິພາບໃນການສາກ/ປ່ອຍປະຈຸ.
3. ເຄື່ອງເຮັດດ້ວຍຄາບູໄຣເຊີສຳລັບເຮັດເຫຼັກກ້າ
   • ໂຄກປິໂຕຣລຽມທີ່ມີກຣາຟິດ, ດ້ວຍໂຄງສ້າງທີ່ມີຮູພຸນ ແລະ ປະລິມານຄາບອນສູງ, ເຮັດໃຫ້ປະລິມານຄາບອນໃນເຫຼັກທີ່ລະລາຍເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງໄວວາ ໃນຂະນະທີ່ຫຼຸດຜ່ອນການນຳເອົາສິ່ງປົນເປື້ອນຂອງຊູນຟູຣິກມາຫຼຸດຜ່ອນລົງ.