როგორ განვასხვავოთ განსხვავება წინასწარ დაჟანგვას/კარბონიზაციას/გრაფიტიზაციას შორის

PAN-ზე დაფუძნებული ნედლი მავთულები საჭიროებენ წინასწარ დაჟანგვას, დაბალ ტემპერატურაზე კარბონიზაციას და მაღალ ტემპერატურაზე კარბონიზაციას.ნახშირბადის ბოჭკოებიდა შემდეგ გრაფიტიზირებულია გრაფიტის ბოჭკოების მისაღებად. ტემპერატურა 200℃-დან 2000-3000℃-მდე აღწევს, რაც სხვადასხვა რეაქციებს ახორციელებს და სხვადასხვა სტრუქტურებს წარმოქმნის, რომლებსაც, თავის მხრივ, განსხვავებული თვისებები აქვთ.
1. პიროლიზის ეტაპი:დაბალი ტემპერატურის ნაწილში წინასწარი დაჟანგვა, მაღალი ტემპერატურის ნაწილში დაბალი ტემპერატურის კარბონიზაცია
პრე-ჟანგვითი არილირება ხდება, ხანგრძლივობა თითქმის 100 წუთი, ტემპერატურა 200-300 ℃, მიზანია თერმოპლასტიკური PAN ხაზოვანი მაკრომოლეკულური ჯაჭვის არაპლასტმასის სითბოს მდგრადი ტრაპეციული სტრუქტურის ჩამოყალიბება, მაკრომოლეკულური ჯაჭვის ძირითადი რეაქციაა ციკლიზაცია და ინტერმოლეკულური ჯვარედინი შეერთება, რასაც თან ახლავს პიროლიზის რეაქცია და მრავალი მცირე მოლეკულის გამოთავისუფლება. არილირების ინდექსი ზოგადად 40-60%-ია.
დაბალი ტემპერატურის კარბონიზაციის ტემპერატურატემპერატურა, როგორც წესი, 300-800 ℃-ია, ძირითადად თერმული კრეკინგის რეაქცია, ძირითადად მაღალი ტემპერატურის ელექტრო ღუმელის მავთულის გაცხელების გამოყენებით, სცენა წარმოქმნის დიდი რაოდენობით გამონაბოლქვ გაზს და ფისს.
მახასიათებლები: წინასწარ დაჟანგული ბოჭკოს ფერი უფრო მუქი ხდება, ჩვეულებრივ შავი, მაგრამ მაინც ინარჩუნებს ბოჭკოს მორფოლოგიას, შიდა სტრუქტურამ განიცადა გარკვეული ხარისხის ქიმიური ცვლილებები, ჟანგბადის შემცველი ფუნქციური ჯგუფების რაოდენობისა და ჯვარედინი შემაკავშირებელი სტრუქტურის ფორმირება, რაც საფუძველს უყრის შემდგომ კარბონიზაციას.
2. (მაღალტემპერატურული) კარბონიზაციის ეტაპი, წარმოადგენს წინამორბედის წინასწარ დაჟანგვას ინერტულ ატმოსფეროში მაღალ ტემპერატურაზე, დაშლას, რომლის გარდა ნახშირბადის ჰეტეროატომების (როგორიცაა ჟანგბადი, წყალბადი, აზოტი და ა.შ.) მოცილებას, რის შედეგადაც თანდათანობით ხდება კარბონიზაცია, ამორფული ნახშირბადის ან მიკროკრისტალური ნახშირბადის სტრუქტურის ფორმირება. ეს პროცესი ნახშირბადის ჩონჩხის ფორმირების ძირითადი ეტაპია. ტემპერატურა, როგორც წესი, 1000-1800 ℃-ს შორისაა, ძირითადად თერმული კონდენსაციის რეაქციაა, გასათბობად გამოიყენება გრაფიტის გამათბობლების უმეტესობა.
მახასიათებლები: კარბონიზებული მასალის ძირითადი კომპონენტია ნახშირბადი, სტრუქტურა ძირითადად ამორფული ნახშირბადის ან ქაოტური გრაფიტის სტრუქტურისაა, მისი ელექტროგამტარობა და მექანიკური თვისებები დაჟანგვისწინა პროდუქტთან შედარებით მნიშვნელოვნად გაზრდილია.
3. გრაფიტიზაციაწარმოადგენს კარბონიზაციის პროდუქტების შემდგომ თერმულ დამუშავებას მაღალ ტემპერატურაზე, რათა ამორფული ნახშირბადის ან მიკროკრისტალური ნახშირბადის სტრუქტურა უფრო მოწესრიგებულ გრაფიტის კრისტალურ სტრუქტურად გარდაიქმნას. მაღალი ტემპერატურის ზემოქმედებით, ნახშირბადის ატომები გადალაგდებიან ექვსკუთხა ბადისებრი ფენის სტრუქტურის შესაქმნელად მაღალი ხარისხის ორიენტაციით, რითაც მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს მასალის ელექტრო და თბოგამტარობას და მექანიკურ სიმტკიცეს.
მახასიათებლები: გრაფიტიზებულ პროდუქტს აქვს მაღალი კრისტალურობის გრაფიტის სტრუქტურა, რომელიც უზრუნველყოფს შესანიშნავ ელექტრო და თბოგამტარობას, ასევე მაღალ სპეციფიკურ სიმტკიცეს და სპეციფიკურ მოდულს. მაგალითად, მაღალი მოდულინახშირბადის ბოჭკოებიმიიღება გრაფიტიზაციის მაღალი ხარისხის მეშვეობით.
წინასწარი დაჟანგვის, კარბონიზაციისა და გრაფიტიზაციის სპეციფიკური ეტაპები და აღჭურვილობის მოთხოვნები:
წინასწარი დაჟანგვა: ხორციელდება ჰაერზე 200-300°C კონტროლირებად ტემპერატურაზე. ბოჭკოების შეკუმშვის შესამცირებლად საჭიროა დაჭიმვა.
კარბონიზაცია: ხორციელდება ინერტულ ატმოსფეროში ტემპერატურის თანდათანობითი გაზრდით 1000-2000°C-მდე.
გრაფიტიზაცია: ხორციელდება უფრო მაღალ ტემპერატურაზე (2000-3000°C), როგორც წესი, ვაკუუმში ან ინერტულ ატმოსფეროში.