ອຸນຫະພູມທີ່ຕ້ອງການສຳລັບການປິ່ນປົວດ້ວຍກາຟແມ່ນຫຍັງ?

ການປິ່ນປົວດ້ວຍກາຟຣັດໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວຕ້ອງການອຸນຫະພູມສູງຕັ້ງແຕ່ 2300 ຫາ 3000°C, ໂດຍຫຼັກການຫຼັກຂອງມັນແມ່ນການຫັນປ່ຽນອະຕອມຄາບອນຈາກການຈັດລຽງທີ່ບໍ່ເປັນລະບຽບໄປສູ່ໂຄງສ້າງຜລຶກກາຟຣັດທີ່ເປັນລະບຽບໂດຍຜ່ານການປະຕິບັດຄວາມຮ້ອນທີ່ອຸນຫະພູມສູງ. ຂ້າງລຸ່ມນີ້ແມ່ນການວິເຄາະລາຍລະອຽດ:

I. ຊ່ວງອຸນຫະພູມສຳລັບການປິ່ນປົວດ້ວຍກາຟຣາຟິຕິເຊຊັນແບບທຳມະດາ

ກ. ຂໍ້ກຳນົດພື້ນຖານກ່ຽວກັບອຸນຫະພູມ

ການເຜົາຜານດ້ວຍກຣາຟແບບທຳມະດາຈຳເປັນຕ້ອງເພີ່ມອຸນຫະພູມໃຫ້ຢູ່ໃນລະດັບ 2300 ຫາ 3000 ℃, ບ່ອນທີ່:

• 2500 ℃ ໝາຍເຖິງຈຸດປ່ຽນທີ່ສຳຄັນ, ເຊິ່ງໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຊັ້ນຂອງອະຕອມຄາບອນຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ແລະລະດັບຂອງການເກີດກຣາຟເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງໄວວາ;
• ເກີນ 3000℃, ການປ່ຽນແປງຈະຄ່ອຍໆເປັນໄປ, ແລະ ຜລຶກກຣາໄຟທ໌ຈະເຂົ້າໃກ້ຄວາມສົມບູນແບບ, ເຖິງແມ່ນວ່າອຸນຫະພູມຈະເພີ່ມຂຶ້ນຕື່ມອີກຈະເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບດີຂຶ້ນໜ້ອຍລົງ.

ຂ. ຜົນກະທົບຂອງຄວາມແຕກຕ່າງຂອງວັດສະດຸຕໍ່ອຸນຫະພູມ

• ຄາບອນທີ່ງ່າຍຕໍ່ການເຮັດໃຫ້ເປັນກຣາຟິໄທເຊຊັນ (ເຊັ່ນ: ໂຄກນ້ຳມັນ): ເຂົ້າສູ່ຂັ້ນຕອນການສ້າງກຣາຟິໄທເຊຊັນທີ່ 1700 ℃, ໂດຍມີການເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງໜ້າສັງເກດໃນລະດັບການສ້າງກຣາຟິໄທເຊຊັນທີ່ 2500 ℃;
• ຄາບອນທີ່ຍາກທີ່ຈະເຮັດໃຫ້ເປັນກຣາຟິໄທເຊ (ເຊັ່ນ: ແອນທຣາໄຊ): ຕ້ອງການອຸນຫະພູມສູງກວ່າ (ໃກ້ 3000°C) ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ການຫັນປ່ຽນທີ່ຄ້າຍຄືກັນ.

II. ກົນໄກທີ່ອຸນຫະພູມສູງສົ່ງເສີມການຈັດລຽງຂອງອະຕອມຄາບອນ

ກ. ໄລຍະທີ 1 (1000–1800℃): ການປ່ອຍອາຍພິດທີ່ລະເຫີຍໄດ້ ແລະ ການຈັດລຽງລຳດັບສອງມິຕິ

• ລະບົບຕ່ອງໂສ້ອາລິຟາຕິກ, ພັນທະ CH, ແລະ C=O ແຕກແຍກ, ປ່ອຍໄຮໂດຣເຈນ, ອົກຊີເຈນ, ໄນໂຕຣເຈນ, ຊູນຟູຣ໌, ແລະ ທາດອື່ນໆໃນຮູບແບບຂອງໂມໂນເມີ ຫຼື ໂມເລກຸນງ່າຍໆ (ເຊັ່ນ, CH₄, CO₂);
• ຊັ້ນອະຕອມຄາບອນຂະຫຍາຍອອກພາຍໃນລະນາບສອງມິຕິ, ໂດຍມີຄວາມສູງຂອງຈຸລະພາກເພີ່ມຂຶ້ນຈາກ 1 nm ເປັນ 10 nm, ໃນຂະນະທີ່ການວາງຊ້ອນກັນລະຫວ່າງຊັ້ນຍັງຄົງບໍ່ປ່ຽນແປງຫຼາຍ;
• ທັງຂະບວນການດູດຊຶມຄວາມຮ້ອນ (ປະຕິກິລິຍາເຄມີ) ແລະ ການປ່ອຍຄວາມຮ້ອນ (ຂະບວນການທາງກາຍະພາບ, ເຊັ່ນ: ການປ່ອຍພະລັງງານລະຫວ່າງໜ້າຜິວຈາກການຫາຍໄປຂອງຂອບເຂດຈຸນລະພາກ) ເກີດຂຶ້ນພ້ອມໆກັນ.

ຂ. ໄລຍະທີ 2 (1800–2400℃): ການຈັດວາງແບບສາມມິຕິ ແລະ ການສ້ອມແປງເຂດແດນຂອງເມັດພືດ

• ຄວາມຖີ່ຂອງການສັ່ນສະເທືອນທາງຄວາມຮ້ອນທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນຂອງອະຕອມຄາບອນເຮັດໃຫ້ພວກມັນຫັນປ່ຽນໄປສູ່ການຈັດລຽງສາມມິຕິ, ເຊິ່ງຄວບຄຸມໂດຍຫຼັກການຂອງພະລັງງານເສລີຂັ້ນຕ່ຳ;
• ການເຄື່ອນທີ່ ແລະ ຂອບເຂດຂອງເມັດພືດໃນລະນາບຜລຶກຄ່ອຍໆຫາຍໄປ, ເຊິ່ງເຫັນໄດ້ຈາກການປະກົດຕົວຂອງເສັ້ນຄົມ (hko) ແລະ (001) ໃນສະເປກຕຣຳການກະຈາຍລັງສີ X, ເຊິ່ງຢືນຢັນການສ້າງຕັ້ງຂອງການຈັດລຽງລຳດັບສາມມິຕິ;
• ສິ່ງເຈືອປົນບາງຢ່າງປະກອບເປັນຄາໄບ (ເຊັ່ນ: ຊິລິກອນຄາໄບ), ເຊິ່ງຈະເນົ່າເປື່ອຍເປັນໄອໂລຫະ ແລະ ແກຣໄຟໃນອຸນຫະພູມທີ່ສູງຂຶ້ນ.

ຄ. ໄລຍະທີ 3 (ສູງກວ່າ 2400 ℃): ການເຕີບໃຫຍ່ຂອງເມັດພືດ ແລະ ການເກີດຜລຶກໃໝ່

• ຂະໜາດຂອງເມັດພືດເພີ່ມຂຶ້ນຕາມແກນ a ໂດຍສະເລ່ຍ 10–150 nm ແລະຕາມແກນ c ປະມານ 60 ຊັ້ນ (ປະມານ 20 nm);
• ອະຕອມຄາບອນຜ່ານການກັ່ນຕອງໂຄງສ້າງຜ່ານການເຄື່ອນຍ້າຍພາຍໃນ ຫຼື ລະຫວ່າງໂມເລກຸນ, ໃນຂະນະທີ່ອັດຕາການລະເຫີຍຂອງສານຄາບອນເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງໄວວາຕາມອຸນຫະພູມ;
• ການແລກປ່ຽນວັດສະດຸທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວເກີດຂຶ້ນລະຫວ່າງໄລຍະແຂງ ແລະ ໄລຍະອາຍແກັສ, ເຊິ່ງສົ່ງຜົນໃຫ້ເກີດໂຄງສ້າງຜລຶກກຣາໄຟທ໌ທີ່ມີລະບຽບສູງ.

III. ການເພີ່ມປະສິດທິພາບອຸນຫະພູມຜ່ານຂະບວນການພິເສດ

ກ. ການແຍກກຣາຟິຕິເຊຊັນດ້ວຍຕົວເລັ່ງປະຕິກິລິຍາ

ການເພີ່ມຕົວເລັ່ງປະຕິກິລິຍາເຊັ່ນ: ທາດເຫຼັກ ຫຼື ເຟີໂຣຊິລິຄອນ ສາມາດຫຼຸດອຸນຫະພູມການສ້າງກຣາຟິຕິເຊຊັນລົງໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນລະດັບ 1500–2200°C. ຕົວຢ່າງ:

• ຕົວເລັ່ງປະຕິກິລິຍາເຟີໂຣຊິລິຄອນ (ປະລິມານຊິລິກອນ 25%) ສາມາດຫຼຸດອຸນຫະພູມຈາກ 2500–3000 ℃ ມາເປັນ 1500 ℃;
• ຕົວເລັ່ງປະຕິກິລິຍາ BN ສາມາດຫຼຸດອຸນຫະພູມໃຫ້ຕ່ຳກວ່າ 2200℃ ໃນຂະນະທີ່ເສີມຂະຫຍາຍທິດທາງຂອງເສັ້ນໄຍຄາບອນ.

ຂ. ການກຣາຟິໄຕເຊຊັນທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງພິເສດ

ການນຳໃຊ້ສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງ ເຊັ່ນ: ແກຣໄຟດ໌ລະດັບນິວເຄຼຍ ແລະ ລະດັບການບິນອະວະກາດ, ຂະບວນການນີ້ໃຊ້ຄວາມຮ້ອນແບບອິນດັກຊັນຄວາມຖີ່ກາງ ຫຼື ຄວາມຮ້ອນແບບພລາສມາອາກ (ເຊັ່ນ: ອຸນຫະພູມແກນພລາສມາອາກກອນສູງເຖິງ 15,000℃) ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ອຸນຫະພູມພື້ນຜິວເກີນ 3200℃ ໃນຜະລິດຕະພັນ;

• ລະດັບຂອງການສ້າງກຣາຟເກີນ 0.99, ມີປະລິມານສິ່ງປົນເປື້ອນຕໍ່າຫຼາຍ (ປະລິມານຂີ້ເທົ່າ < 0.01%).

IV. ຜົນກະທົບຂອງອຸນຫະພູມຕໍ່ຜົນກະທົບຂອງການສ້າງກຣາຟິຕເຊຊັນ

ກ. ຄວາມຕ້ານທານ ແລະ ການນຳຄວາມຮ້ອນ

ສຳລັບທຸກໆການເພີ່ມຂຶ້ນ 0.1 ອົງສາຂອງລະດັບການສ້າງກຣາຟີ, ຄວາມຕ້ານທານຈະຫຼຸດລົງ 30%, ແລະ ຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນຈະເພີ່ມຂຶ້ນ 25%. ຕົວຢ່າງ, ຫຼັງຈາກການປະຕິບັດທີ່ 3000 ℃, ຄວາມຕ້ານທານຂອງກຣາຟີສາມາດຫຼຸດລົງເຖິງ 1/4–1/5 ຂອງຄ່າເບື້ອງຕົ້ນ.

ຂ. ຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກ

ອຸນຫະພູມສູງຫຼຸດຜ່ອນໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຊັ້ນຂອງແກຣໄຟໃຫ້ຢູ່ໃນລະດັບທີ່ໃກ້ຄຽງກັບຄ່າທີ່ເໝາະສົມ (0.3354 nm), ເຊິ່ງຊ່ວຍເພີ່ມຄວາມຕ້ານທານການກະແທກຄວາມຮ້ອນ ແລະ ຄວາມໝັ້ນຄົງທາງເຄມີຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ (ດ້ວຍການຫຼຸດຜ່ອນສຳປະສິດການຂະຫຍາຍຕົວເສັ້ນຊື່ 50%–80%), ໃນຂະນະດຽວກັນຍັງໃຫ້ຄວາມຫລໍ່ລື່ນ ແລະ ຄວາມຕ້ານທານການສວມໃສ່.

ຄ. ການເພີ່ມຄວາມບໍລິສຸດ

ທີ່ອຸນຫະພູມ 3000°C, ພັນທະເຄມີໃນ 99.9% ຂອງສານປະກອບທຳມະຊາດຈະແຕກສະຫຼາຍ, ປ່ອຍໃຫ້ສິ່ງເຈືອປົນຖືກປ່ອຍອອກມາໃນຮູບແບບອາຍແກັສ ແລະ ເຮັດໃຫ້ຜະລິດຕະພັນມີຄວາມບໍລິສຸດ 99.9% ຫຼືສູງກວ່າ.