石墨化過程大致可分為兩個(gè)階段

石墨化過程大致可分為兩個(gè)階段

石墨化過程大致可分為兩個(gè)階段，第一階段是在1000~1800℃之間進(jìn)行，在這一階段無(wú)定形炭的石墨化并未開始，實(shí)際上以進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)為主，無(wú)定形炭微晶結(jié)構(gòu)中結(jié)合的氫、氧、氮、硫等元素不斷逸出，逸出的結(jié)果使無(wú)定形炭微晶結(jié)構(gòu)邊緣部分的雜質(zhì)元素不斷減少，并殘留下若干晶格缺陷，沿微晶層面的寬度方向尺寸有所增長(zhǎng)，但增長(zhǎng)的幅度不大，在第一階段出現(xiàn)的變化與炭的種類（易石墨化炭還是難石墨化炭）沒有多大關(guān)系。第二階段是1800℃以上一直上升到3000℃（也有人認(rèn)為應(yīng)該從1700℃開始），其中從1800~2000℃這一區(qū)間，利用X射線衍射技術(shù)可以觀測(cè)到無(wú)定形炭微晶尺寸（L和L）的變化，以此溫度為界限，進(jìn)一步提高熱處理溫度，易石墨化過程炭和難石墨化炭的差別開始明顯起來。可以認(rèn)為2000℃以上炭原子微晶結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的變化是石墨化的關(guān)鍵階段，通過晶格缺陷的移動(dòng)和晶格畸變的圖13-1易石墨化炭的結(jié)構(gòu)示意圖退火進(jìn)行晶體成長(zhǎng)，也即晶體層面a軸方向（La）和C軸方向（L）的微晶尺寸不斷增加，與此同時(shí)晶體的層面間距（do）逐漸減小，熱處理溫度越高，d越來越接近理想石墨晶體的層面間距（0.3354nm）。一些難石墨化炭雖然也存在石墨層狀結(jié)構(gòu)的微晶，但在其周圍由未形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)的碳原子（或原子團(tuán)）圍繞著，并存在許多微小的孔隙，這種孤立狀態(tài)層面之間的融并成長(zhǎng)很困難，這是易石墨化炭和難石墨化炭在熱處理過程中的重要區(qū)別。圖13-1為易石墨化炭結(jié)構(gòu)示意圖，圖13-2為難石墨化炭結(jié)構(gòu)示意圖，圖133為易石墨化炭與難石墨化炭加熱到高溫時(shí)微晶增長(zhǎng)的差異。