گرافىتلاشتۇرۇش ئىشلەپچىقىرىش جەريانىدىكى ئاساسلىق ھالقا. ئۇنىڭ پرىنسىپى نېمە؟

گرافىتلاشتۇرۇش پىرىنسىپى يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق ئىسسىقلىق بىر تەرەپ قىلىشنى (2300–3000 سېلسىيە گرادۇس) ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ، بۇ ئۇسۇل ئامورف، تەرتىپسىز كاربون ئاتوملىرىنىڭ تېرمودىنامىكىلىق جەھەتتىن مۇقىم ئۈچ ئۆلچەملىك تەرتىپلىك گرافت كىرىستال قۇرۇلمىسىغا قايتا تەشكىللىنىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. بۇ جەرياننىڭ يادروسى كاربون ئاتوملىرىنىڭ SP² گىبرىدلىشىشى ئارقىلىق ئالتە تەرەپلىك تورنى قايتا قۇرۇشتىن ئىبارەت بولۇپ، بۇنى ئۈچ باسقۇچقا بۆلۈشكە بولىدۇ:

مىكروكرىستال ئۆسۈش باسقۇچى (1000–1800 سېلسىيە گرادۇس):
بۇ تېمپېراتۇرا دائىرىسى ئىچىدە، كاربون ماتېرىيالىدىكى ئارىلاشمىلار (مەسىلەن، تۆۋەن ئېرىش نۇقتىسىدىكى مېتاللار، كۈكىرت ۋە فوسفور) پارغا ئايلىنىشقا ۋە ئۇچۇشقا باشلايدۇ، شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا كاربون قەۋىتىنىڭ تۈزلەڭلىك قۇرۇلمىسى ئاستا-ئاستا كېڭىيىدۇ. مىكروكرىستاللارنىڭ ئېگىزلىكى دەسلەپكى ~1 نانومېتىردىن 10 نانومېتىرغىچە ئېشىپ، كېيىنكى تەرتىپكە سېلىش ئۈچۈن ئاساس سالىدۇ.

ئۈچ ئۆلچەملىك تەرتىپلەش باسقۇچى (1800–2500°C):
تېمپېراتۇرا ئۆرلىگەنسىرى، كاربون قەۋەتلىرى ئارىسىدىكى ماسلىشىشسىزلىق ئازىيىدۇ، قەۋەتلەر ئارا بوشلۇق ئاستا-ئاستا 0.343–0.346 نانومېتىرغىچە تارىيىدۇ (ئىدىئال گرافىت قىممىتى 0.335 نانومېتىرغا يېقىنلىشىدۇ). گرافىتلىنىش دەرىجىسى 0 دىن 0.9 گىچە ئۆرلەيدۇ، ھەمدە ماتېرىيال ئېلېكتر ۋە ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقىنىڭ كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە ئېشىشى قاتارلىق ئالاھىدە گرافىت ئالاھىدىلىكلىرىنى نامايان قىلىشقا باشلايدۇ.

كىرىستال مۇكەممەللىك باسقۇچى (2500–3000°C):
يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا، مىكروكرىستاللار قايتا تەشكىللىنىدۇ، تور شەكىللىك كەمتۈكلۈكلەر (مەسىلەن، بوش ۋە چىقىپ كېتىش) تەدرىجىي رېمونت قىلىنىدۇ، گرافىتلىنىش دەرىجىسى 1.0 گە (ئىدىئال كرىستال) يېقىنلىشىدۇ. بۇ ۋاقىتتا، ماتېرىيالنىڭ ئېلېكتر قارشىلىقى 4-5 ھەسسە تۆۋەنلەيدۇ، ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى تەخمىنەن 10 ھەسسە ياخشىلىنىدۇ، سىزىقلىق كېڭىيىش كوئېففىتسېنتى 50-80% تۆۋەنلەيدۇ، ھەمدە خىمىيىلىك مۇقىملىقى كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە ئاشىدۇ.

يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق ئېنېرگىيەنىڭ كىرىشى گرافىتلىشىشنىڭ ئاساسلىق ھەرىكەتلەندۈرگۈچ كۈچى بولۇپ، كاربون ئاتومىنىڭ قايتا تەشكىللىنىشىدىكى ئېنېرگىيە توسالغۇسىنى يېڭىپ، تەرتىپسىز قۇرۇلمىدىن تەرتىپلىك قۇرۇلمىغا ئۆتۈشنى ئىشقا ئاشۇرىدۇ. بۇنىڭدىن باشقا، كاتالىزاتورلارنى (مەسىلەن، بور، تۆمۈر ياكى فېرروسىلىتسىي) قوشۇش گرافىتلىشىش تېمپېراتۇرىسىنى تۆۋەنلىتىپ، كاربون ئاتومىنىڭ تارقىلىشى ۋە تور شەكىللىنىشىنى ئىلگىرى سۈرىدۇ. مەسىلەن، فېرروسىلىتسىي %25 كرېمنىينى ئۆز ئىچىگە ئالغاندا، گرافىتلىشىش تېمپېراتۇرىسىنى 2500–3000°C دىن 1500°C غىچە تۆۋەنلىتىپ، گرافىت شەكىللىنىشىگە ياردەم بېرىش ئۈچۈن ئالتە تەرەپلىك كرېمنىي كاربىدىنى ھاسىل قىلغىلى بولىدۇ.

گرافىتلاشتۇرۇشنىڭ قوللىنىشچان قىممىتى ماتېرىيال خۇسۇسىيەتلىرىنىڭ ئومۇميۈزلۈك ياخشىلىنىشىدا ئەكىس ئەتتۈرۈلگەن:

• ئېلېكتر ئۆتكۈزۈشچانلىقى: گرافىتلاشتۇرۇلغاندىن كېيىن، بۇ ماتېرىيالنىڭ ئېلېكتر قارشىلىقى كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە تۆۋەنلەيدۇ، بۇ ئۇنى ئېلېكتر ئۆتكۈزۈشچانلىقى ناھايىتى ياخشى بولغان بىردىنبىر مېتال ئەمەس ماتېرىيالغا ئايلاندۇرىدۇ.
• ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى: ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى تەخمىنەن 10 ھەسسە ياخشىلىنىدۇ، بۇ ئۇنى ئىسسىقلىق باشقۇرۇش قوللىنىشچان پروگراممىلىرىغا ماس كېلىدۇ.
• خىمىيىلىك مۇقىملىقى: ئوكسىدلىنىشقا قارشى تۇرۇش ۋە چىرىشكە قارشى تۇرۇش كۈچى ئاشۇرۇلۇپ، ماتېرىيالنىڭ ئىشلىتىش ئۆمرى ئۇزارتىلىدۇ.
• مېخانىكىلىق خۇسۇسىيەت: چىدامچانلىقى تۆۋەنلىشى مۇمكىن بولسىمۇ، سىڭدۈرۈش، زىچلىق ۋە ئۇپراشقا چىدامچانلىقىنى ئاشۇرۇش ئارقىلىق تۆشۈك قۇرۇلمىسىنى ياخشىلىغىلى بولىدۇ.
• ساپلىقنى ئاشۇرۇش: ئارىلاشمىلار يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا ئۇچۇۋاتىدۇ، مەھسۇلات كۈل مىقدارىنى تەخمىنەن 300 ھەسسە ئازايتىدۇ ۋە يۇقىرى ساپلىق تەلىپىگە ماس كېلىدۇ.

مەسىلەن، لىتىي ئىئون باتارېيە ئانود ماتېرىياللىرىدا، گرافىتلاشتۇرۇش سۈنئىي گرافىت ئانودلىرىنى تەييارلاشتىكى ئاساسلىق باسقۇچ. گرافىتلاشتۇرۇش بىر تەرەپ قىلىش ئارقىلىق، ئانود ماتېرىياللىرىنىڭ ئېنېرگىيە زىچلىقى، دەۋرىيلىك مۇقىملىقى ۋە سۈرئەت ئىقتىدارى كۆرۈنەرلىك ياخشىلىنىپ، باتارېيەنىڭ ئومۇمىي ئىقتىدارىغا بىۋاسىتە تەسىر كۆرسىتىدۇ. بەزى تەبىئىي گرافىتلارمۇ گرافىتلاشتۇرۇش دەرىجىسىنى تېخىمۇ ئاشۇرۇش ئۈچۈن يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق بىر تەرەپ قىلىنىشتىن ئۆتۈپ، ئېنېرگىيە زىچلىقى ۋە زەرەتلەش-چىقىرىش ئۈنۈمىنى ئەڭ ياخشىلايدۇ.