碳的石墨化与高温碳(炭)化炉的关系
是固体碳经2000℃以上高温碳(炭)化炉高温 处理的过程;与结构联系起来看,应认为是碳 的乱层结构,部分或全部转变为石墨结构的一 种结晶化过程。碳的石墨化始于入造石墨的制造,是重要 的工业技术分支,也是碳材料研究的中心论 题,早已进行了大量研究。但是石墨化不同于一般结晶化 中所看到的晶核生成一成长理论,石墨化作为 一种现象,通过结构缺陷的缓解而成为一种近 似退火韧化的现象。
碳的石墨化在一般常压高温碳(炭)化炉热处理中,需要 2000°C以上高温碳(炭)化炉的高温。碳化反应结束,形成几乎只 有碳原子残留下来的碳,其生成温度约为 1000°co对应这1000±2000°c的高温碳(炭)化炉的热处理,没有 适当的术语可定义,法国研究者们称之为预石 墨化,不过一般把包括 这一范围在内的结构变化,都解析为石墨化过 程。
焦炭和木炭等在3000°C左右石墨化炉的热处理生成的 碳,具有多种多样结构,从近似石墨结构到偏 离石墨结构的都有。仅仅通过热处理,很易转 变为石墨结构的碳,称为易石墨化碳,反之则称为难石墨化碳 。形成如此 不同结构的原因,与石墨化机制密切有关,取 决于连续热处理后,碳前驱体中结构缺陷消除 的难易程度。因而前驱体的微结构对石墨化性 能非常重要。
作为定量表征石墨化程度的指标,灵敏的 有晶格常数,结晶大小等X射线衍射参数以及 真比重、电阻,热导率,湿式氧化率,常磁性 磁化率,磁阻,刺曼比强度等。许多研究者根 据这些测定,考察了石墨化举动及机制。本文 以高分辨率电子显微镜观察得到的微结构和X 射线衍射参数的变化,考察碳石墨化的结构变 化,并就石墨化速度与机理作些简单介绍。
在高温碳(炭)化炉碳化阶段,芳炷缩合环(层面)择优取 向发达的碳,是成为易石墨化碳的必要条件。