د ګرافیت کولو درملنه معمولا د 2300 څخه تر 3000 ℃ پورې لوړې تودوخې ته اړتیا لري، چې اصلي اصل یې د کاربن اتومونو د بې نظمه ترتیب څخه د لوړ تودوخې تودوخې درملنې له لارې د ترتیب شوي ګرافیت کرسټال جوړښت ته بدلون دی. لاندې یو مفصل تحلیل دی:
I. د دودیز ګرافیت کولو درملنې لپاره د تودوخې حد
الف. د تودوخې اساسي اړتیاوې
دودیز ګرافیت کول د تودوخې لوړولو ته اړتیا لري چې د 2300 څخه تر 3000 ℃ پورې وي، چیرته چې:
- ۲۵۰۰ ℃ د بدلون یو مهم ټکی په ګوته کوي، په کوم کې چې د کاربن اتومونو ترمنځ پرت واټن د پام وړ کمیږي، او د ګرافیت کولو کچه په چټکۍ سره زیاتیږي؛
- د 3000 ℃ څخه هاخوا، بدلونونه ډیر تدریجي کیږي، او د ګرافیت کرسټال بشپړتیا ته نږدې کیږي، که څه هم د تودوخې نور زیاتوالی حاصلات زیاتوي او په فعالیت کې حاشیوي پرمختګونه کموي.
ب. د تودوخې په اړه د موادو د توپیر اغیز
- په اسانۍ سره د ګرافیت کولو وړ کاربنونه (د مثال په توګه، پټرولیم کوک): د ګرافیت کولو مرحلې ته په 1700 ℃ کې ننوځي، د 2500 ℃ کې د ګرافیت کولو درجې کې د پام وړ زیاتوالي سره؛
- هغه کاربنونه چې ګرافیت کول یې ستونزمن دي (د مثال په توګه، انتراسایټ): د ورته بدلون ترلاسه کولو لپاره لوړې تودوخې (د 3000 ℃ ته نږدې) ته اړتیا ده.
II. هغه میکانیزم چې د لوړې تودوخې له مخې د کاربن اتوم ترتیب ته وده ورکوي
الف. لومړی پړاو (۱۰۰۰-۱۸۰۰℃): بې ثباته اخراج او دوه اړخیز ترتیب
- د الفاټیک زنځیرونه، CH، او C=O بانډونه ماتېږي، هایدروجن، اکسیجن، نایتروجن، سلفر، او نور عناصر د مونومرونو یا ساده مالیکولونو په بڼه خوشې کوي (د مثال په توګه، CH₄، CO₂)؛
- د کاربن اتوم طبقې په دوه بعدي سطحه کې پراخیږي، د مایکرو کریسټالین لوړوالی له 1 nm څخه تر 10 nm پورې لوړیږي، پداسې حال کې چې د پرتونو ترمنځ سټکینګ په لویه کچه بدل شوی نه دی؛
- دواړه انډوترميک (کیمیاوي تعاملات) او ایکزوترميک (فزیکي پروسې، لکه د مایکرو کریسټالین سرحد ورکیدو څخه د انټرفیشیل انرژي خوشې کول) پروسې په ورته وخت کې پیښیږي.
ب. دوهم پړاو (۱۸۰۰–۲۴۰۰℃): درې بعدي ترتیب او د غلې دانې د حدودو ترمیم
- د کاربن اتومونو د حرارتي کمپن فریکونسۍ زیاتوالی دوی درې بعدي ترتیبونو ته لیږدوي، چې د لږترلږه آزادې انرژۍ اصل لخوا اداره کیږي؛
- په کرسټال طیارو کې بې ځایه کیدنې او د غلې دانې حدود په تدریجي ډول له منځه ځي، چې د ایکس رې د تفریق په طیف کې د تیزو (hko) او (001) کرښو راڅرګندیدو لخوا ثبوت کیږي، چې د درې بعدي ترتیب شوي ترتیبونو جوړښت تاییدوي؛
- ځینې ناپاکۍ کاربایډونه جوړوي (د بیلګې په توګه، سیلیکون کاربایډ)، کوم چې په لوړه تودوخه کې په فلزي بخاراتو او ګرافایټ تجزیه کیږي.
ج. دریم پړاو (د ۲۴۰۰ درجو څخه پورته): د غلو وده او بیا کریسټال کول
- د غلو ابعاد د الف محور په اوږدو کې په اوسط ډول تر ۱۰-۱۵۰ نانو میتره پورې او د ج محور په اوږدو کې تر ۶۰ طبقو (شاوخوا ۲۰ نانو میتره) پورې زیاتیږي؛
- د کاربن اتومونه د داخلي یا بین مالیکولي مهاجرت له لارې د جالیو تصفیه کوي، پداسې حال کې چې د کاربن موادو د تبخیر کچه د تودوخې سره په چټکۍ سره لوړیږي؛
- د جامد او ګازي مرحلو ترمنځ د فعالو موادو تبادله واقع کیږي، چې په پایله کې د لوړ ترتیب شوي ګرافایټ کرسټال جوړښت رامینځته کیږي.
III. د ځانګړو پروسو له لارې د تودوخې اصلاح
الف. کتلټیک ګرافیت کول
د کتلستونو اضافه کول لکه اوسپنه یا فیروسیلیکون کولی شي د ګرافیټ کولو تودوخه د 1500-2200 ℃ حد ته د پام وړ راټیټ کړي. د مثال په توګه:
- د فیروسلیکون کتلست (۲۵٪ سیلیکون مواد) کولی شي تودوخه له ۲۵۰۰-۳۰۰۰ ℃ څخه ۱۵۰۰ ℃ ته راټیټه کړي؛
- د BN کتلست کولی شي د کاربن فایبرونو سمت لوړولو په وخت کې تودوخه له 2200 ℃ څخه ښکته راټیټ کړي.
ب. د لوړې تودوخې ګرافیت کول
د لوړ پاکوالي غوښتنلیکونو لکه د اټومي درجې او فضايي درجې ګرافایټ لپاره کارول کیږي، دا پروسه د منځنۍ فریکونسۍ انډکشن تودوخې یا پلازما آرک تودوخې څخه کار اخلي (د بیلګې په توګه، د ارګون پلازما کور تودوخه 15,000 ℃ ته رسیږي) ترڅو د محصولاتو په سطحه تودوخه د 3200 ℃ څخه زیاته ترلاسه کړي؛
- د ګرافیټائزیشن درجه له 0.99 څخه زیاته ده، د ناپاکۍ خورا ټیټه کچه (د ایش محتوا < 0.01٪) سره.
IV. د ګرافیت کولو اغیزو باندې د تودوخې اغیزې
الف: مقاومت او حرارتي چالکتیا
د ګرافیت کولو درجې کې د هر 0.1 زیاتوالي لپاره، مقاومت 30٪ کمیږي، او د تودوخې چالکتیا 25٪ زیاتیږي. د مثال په توګه، د 3000 ℃ کې د درملنې وروسته، د ګرافیت مقاومت کولی شي د خپل لومړني ارزښت 1/4-1/5 ته راټیټ شي.
ب. میخانیکي ځانګړتیاوې
لوړه تودوخه د ګرافایټ د طبقې ترمنځ واټن نږدې مثالي ارزښتونو (0.3354 nm) ته راټیټوي، د تودوخې شاک مقاومت او کیمیاوي ثبات د پام وړ لوړوي (د خطي پراختیا ضریب 50%–80% کمښت سره)، پداسې حال کې چې غوړوالی او د اغوستلو مقاومت هم ورکوي.
ج. د پاکوالي لوړول
په ۳۰۰۰ درجو کې، په ۹۹.۹٪ طبیعي مرکباتو کې کیمیاوي بانډونه ماتیږي، چې ناپاکۍ ته اجازه ورکوي چې په ګازي بڼه خوشې شي او په پایله کې د محصول پاکوالی ۹۹.۹٪ یا لوړ وي.
د پوسټ وخت: سپتمبر-۱۱-۲۰۲۵