Co to jest stopień grafityzacji?

Stopień grafityzacji jest podstawową miarą stosowaną do oceny, jak blisko atomy węgla znajdują się od utworzenia ciasno upakowanej heksagonalnej struktury kryształu grafitu. W idealnym scenariuszu struktura kryształu grafitu wygląda jak gęsto upakowany układ sześciokątny ze stałymi sieciowymi a = 0,2461 nm i c = 0,6708 nm. Jednak w naturzekryształy grafitu, występuje wiele defektów, a na stopień grafityzacji grafitu syntetycznego, który jest stosowany w zastosowaniach praktycznych, duży wpływ mają procesy produkcyjne i surowce. Ogólnie rzecz biorąc, im wymiary sieci są bliższe idealnym stałym sieci grafitowej, tym wyższy stopień grafityzacji. Do pomiaru tego stopnia powszechnie stosuje się dyfrakcję promieni rentgenowskich (XRD), wyznaczając odstęp międzywarstwowy d002 płaszczyzny grafitu (002), a następnie obliczając go za pomocą wzoru Meringa-Maire'a (znanego również jako wzór Franklina). Stopień grafityzacji jest wskaźnikiem uporządkowania strukturalnego i właściwości, takich jak przewodność elektryczna, materiałów węglowych.

Znaczenie stopnia grafityzacji

Stopień grafityzacji jest krytycznym parametrem dla różnych wysokowydajnych materiałów węglowych. Na przykład,materiały grafitowesą niezbędne do osiągnięcia określonego stopnia grafityzacji wkompozyty węgiel/węgiel (C/C).stosowane w hamulcach lotniczych i materiałach anodowych do akumulatorów litowo-jonowych. W tych zastosowaniach wysoki stopień grafityzacji bezpośrednio wpływa na wytrzymałość mechaniczną materiału, stabilność termiczną i przewodność elektryczną. Dlatego badanie stopnia grafityzacji ma kluczowe znaczenie dla kontroli jakości i stanowi podstawę do dostosowania parametrów procesu produkcyjnego.

Czynniki wpływające na grafityzację

Na stopień grafityzacji grafitu syntetycznego wpływa kilka czynników, w tym rodzaj materiałów prekursorowych, temperatura obróbki cieplnej i czas trwania. Ogólnie rzecz biorąc, wyższe temperatury obróbki cieplnej i dłuższe czasy trwania sprzyjają wyższemu stopniowi grafityzacji, ułatwiając przegrupowanie atomów węgla w idealną strukturę sześciokątną. Ponadto wybór materiałów prekursorowych, takich jak koks naftowy lub prekursory na bazie smoły, może wpływać na łatwość występowania grafityzacji. Prekursory o wysokiej czystości zwykle powodują bardziej uporządkowanegrafitstruktura.

Zastosowania wymagające wysokiego stopnia grafityzacji

Lotnicze układy hamulcowe:Kompozyty węgiel/węgielstosowane w układach hamulcowych w przemyśle lotniczym wymagają wysokiego stopnia grafityzacji, aby zapewnić doskonałą stabilność termiczną i wytrzymałość mechaniczną. Środowiska o wysokiej temperaturze występujące podczas hamowania wymagają materiałów, które mogą zachować integralność strukturalną i wydajność pod obciążeniem.

Baterie litowo-jonowe: Materiały anodowe stosowane w akumulatorach litowo-jonowych wymagają wysokiego stopnia grafityzacji, aby osiągnąć doskonałą przewodność elektryczną i wydajność interkalacji litowo-jonowej. Ma to wpływ na ogólną wydajność akumulatora, w tym na szybkość ładowania/rozładowywania i żywotność.

Reaktory jądrowe:Materiały grafitowestosowane w reaktorach jądrowych jako moderatory i reflektory muszą posiadać wysoki stopień grafityzacji, aby zapewnić wysoką przewodność cieplną i stabilność strukturalną pod wpływem promieniowania.

Urządzenia elektroniczne:Grafitdoskonała przewodność elektryczna sprawia, że ​​jest to preferowany materiał do różnych zastosowań elektronicznych, takich jak elektrody w czujnikach elektrochemicznych i przewodzące wypełniacze w kompozytach polimerowych.

Podsumowując, stopień grafityzacji jest krytycznym parametrem oceny porządku strukturalnego i wydajnościmateriały węglowe. Jego znaczenie obejmuje różne zastosowania o wysokiej wydajności, w tym lotnictwo, magazynowanie energii i elektronikę. Dokładny pomiar i kontrola stopnia grafityzacji są niezbędne dla zapewnienia jakości i wydajnościmateriały grafitowe. W miarę postępu badań rozwój bardziej wydajnych i zrównoważonych procesów grafityzacji jeszcze bardziej zwiększy zastosowanie i wydajność tych wszechstronnych materiałów.

Semicorex charakteryzuje się wysokim stopniem grafityzacjimateriał grafitowydla przemysłu półprzewodników Jeśli masz jakiekolwiek pytania lub potrzebujesz dodatkowych informacji, nie wahaj się z nami skontaktować.

Numer telefonu kontaktowego +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com