温度与石墨化过程

温度与石墨化过程温度与石墨化过程

石油焦、沥青焦等易石墨化炭其微晶结构的基本单元是以碳原子为主体的多层叠合芳香烃缩合环片状体，但是片状体的尺寸较小，层面间距较大。要使石油焦、沥青焦的微晶结构形成石墨晶体结构，芳香烃缩合环片状体的尺寸和层面间距必须达到接近天然石墨的晶格尺寸，才能显示出石墨的物理化学性质（主要看材料的真密度与电阻率、硬度和润滑）。一定要有足够的能量才能使芳香烃缩合环片状体的尺寸增加和层面间距缩小，这个能量由高温来提供。在石墨化过程的第一阶段（温度在1000~1800℃之间），所产生的变化可以看作是炭化作用的深化，微晶周围的弱极性键被切断，如C一C单键和C-H、C一O等异性原子间的键，由此引起气化逸散和伴随碳原子在层面上的融并而来的微晶尺寸（微晶.片状体的宽度）的增大。

一般情况下，石油焦需要加热到1700℃以上片状体尺寸才有较明显的增长，而沥青焦的石墨化需要更高的起点温度。难石墨化炭（硬炭）甚至经过3000℃的高温热处理，它的L值仍然不超过7nm，平行叠合层数N还在12以下。另一方面软炭只经过1720℃的热处理，它的L值已经达到7nm，平行叠合层数已超过30。以普通级别的石油焦为原料生产普通功率石墨电极的石墨化温度应达到2500℃左右，大规格成品电极的电阻率可降低到7~9uA.m，真密度达到2.21g/cm3以上。以针状焦为原料生产超高功率石墨电极的石墨化温度应达到2800~3000℃，大规格超高功率石墨电极的电阻率可降低到5~6μ.m.真密度达到2.23g/cm3以上。