He aha nā palena hana koʻikoʻi o ke kaʻina hana graphitization?

ʻO ke kalapona kahi hana koʻikoʻi e hoʻololi i nā mea kalapona amorphous, disordered i loko o kahi ʻano crystalline graphitic i hoʻonohonoho ʻia, me kāna mau palena koʻikoʻi e hoʻopilikia pololei ana i ke kekelē graphitization, nā waiwai o nā mea, a me ka pono o ka hana ʻana. Aia ma lalo nā palena hana koʻikoʻi a me nā noʻonoʻo loea no ka graphitization:

I. Nā Palena Mahana Koʻikoʻi

Pae Mahana Pahuhopu
Pono ka hoʻomehana ʻana i nā mea i ka 2300–3000℃, kahi:

• ʻO 2500 ℃ ke kiko koʻikoʻi no ka hōʻemi nui ʻana i ka mamao o ka papa waena graphite, e hoʻomaka ana i ka hoʻokumu ʻana o ke ʻano i kauoha ʻia;
• Ma 3000 ℃, kokoke e pau ka graphitization, me ka hoʻopaʻa ʻana o ka interlayer spacing ma 0.3354 nm (ka waiwai graphite kūpono) a me ke kekelē graphitization e ʻoi aku ma mua o 90%.

Ka Manawa Paʻa Mahana Kiʻekiʻe

• E mālama i ka mahana i makemake ʻia no 6-30 mau hola e hōʻoia i ka hoʻolaha like ʻana o ka mahana o ka umu;
• Pono he 3-6 mau hola hou o ka paʻa ʻana i ka wā o ka lako mana e pale aku ai i ka piʻi hou ʻana o ke kū'ē a pale aku i nā hemahema lattice i hoʻokumu ʻia e nā loli o ka mahana.

II. Ka Mana Hoʻomehana Piʻo

Hoʻolālā Hoʻomehana Paepae

• Pae hoʻomehana mua (0–1000 ℃): Hoʻomalu ʻia ma 50 ℃/h e paipai i ka hoʻokuʻu mālie ʻana o nā mea lele (e laʻa, ke kēpau, nā kinoea) a pale i ka pahū ʻana o ka umu;
• Pae hoʻomehana (1000–2500 ℃): Hoʻonui ʻia i 100 ℃/h i ka emi ʻana o ke kū'ē uila, me ke au i hoʻoponopono ʻia e mālama i ka mana;
• Pae hoʻohuihui wela kiʻekiʻe (2500–3000 ℃): Paʻa no 20–30 mau hola e hoʻopau i ka hoʻoponopono ʻana i nā hemahema lattice a me ka hoʻonohonoho hou ʻana o microcrystalline.

Hoʻokele Kūleʻa

• Pono e hui pū ʻia nā mea maka ma muli o ka ʻike volatile e pale aku i ka hoʻohuihui kūloko;
• Ua hoʻolako ʻia nā lua ea ma ka pale uhi luna e hōʻoia i ka puka ʻana o ka lewa me ka maikaʻi;
• Hoʻolohi ʻia ke kiʻikuhi hoʻomehana i ka wā o ka hoʻokuʻu ʻana o ka volatile kiʻekiʻe (e laʻa, 800–1200 ℃) e pale aku i ke kuni piha ʻole a me ka hana ʻana o ka uahi ʻeleʻele.

III. Hoʻonui i ka hoʻouka ʻana o ka umu ahi

Ka Hoʻolaha ʻana o nā Mea Kū'ē like

• Pono e hoʻokaʻawale like ʻia nā mea kū'ē mai ke poʻo o ka umu a i ka huelo ma o ka hoʻouka laina lōʻihi e pale aku i nā au bias i hoʻokumu ʻia e ka hui ʻana o nā ʻāpana;
• Pono e hui pono ʻia nā ipu hoʻoheheʻe hou a me nā ipu hoʻoheheʻe i hoʻohana ʻia a pāpā ʻia hoʻi mai ka hoʻopili ʻia ʻana i nā papa e pale aku ai i ka wela nui ʻana ma muli o nā ʻano kūʻē.

Koho Mea Kōkua a me ka Mana o ka Nui o ka ʻĀpana

• Pono ka ≤10% o nā mea kōkua e hana me nā ʻāpana liʻiliʻi 0-1 mm e hōʻemi i ka inhomogeneity kū'ē;
• ʻOi aku ka maikaʻi o nā mea kōkua haʻahaʻa-lehu (<1%) a me nā mea hoʻohui haʻahaʻa-lele (<5%) e hōʻemi i nā pilikia adsorption haumia.

IV. Ka Mana Hoʻoluʻolu a me ka Hoʻokuʻu ʻana

Kaʻina Hoʻomaʻalili Kūlohelohe

• Ua pāpā ʻia ka hoʻomaʻalili ikaika ʻia e ka pīpī wai; akā, ua wehe ʻia nā mea ma kēlā me kēia papa me ka hoʻohana ʻana i nā mea hopu a i ʻole nā ​​mea omo e pale aku ai i ka haki ʻana o ke koʻikoʻi wela;
• Pono ka manawa hoʻomaʻalili he ≥7 mau lā e hōʻoia i ka neʻe mālie ʻana o ka mahana i loko o ka mea.

Ka Mahana Hoʻokuʻu a me ka Hoʻokele ʻana i ka ʻIli

• ʻO ka hoʻokuʻu ʻana i ka mea kūpono loa ke hiki aku nā ipu hoʻoheheʻe i ~150℃; ʻo ka wehe mua ʻana e hoʻoulu ai i ka oxidation o nā mea (hoʻonui ʻia ka ʻili kikoʻī) a me ka hōʻino ʻana o ka ipu hoʻoheheʻe;
• Hoʻokumu ʻia kahi ʻili mānoanoa 1-5 mm (loaʻa nā mea haumia liʻiliʻi) ma luna o nā ʻili ipu hoʻoheheʻe i ka wā e hoʻokuʻu ana a pono e mālama ʻokoʻa ʻia, me nā mea kūpono i hoʻopaʻa ʻia i loko o nā ʻeke tona no ka hoʻouna ʻana.

V. Ke Ana ʻana o ke Kēkelē Graphitization a me ka Pilina o ka Waiwai

Nā ʻAno Ana

• ʻO ka X-ray Diffraction (XRD): Ke helu nei i ka hoʻokaʻawale ʻana o ka papa waena d002​ ma o ke kūlana kiʻekiʻe diffraction (002), me ke kekelē graphitization g i loaʻa me ka hoʻohana ʻana i ka formula a Franklin:

(kahi ʻo c0 ka mamao interlayer i ana ʻia; g=84.05% i ka wā d002=0.3360nm).

• Raman Spectroscopy: Kuhi i ke kekelē graphitization ma o ka lakio ikaika o ka D-peak i ka G-peak.

Ka Hopena o ka Waiwai

• ʻO kēlā me kēia piʻi ʻana o 0.1 i ke kekelē graphitization e hōʻemi i ka resistivity ma 30% a hoʻonui i ka conductivity thermal ma 25%;
• ʻO nā mea i hoʻonaninani kiʻekiʻe ʻia (>90%) e hoʻokō i ka conductivity a hiki i ka 1.2 × 10⁵ S/m, ʻoiai e emi ana ka paʻakikī o ka hopena, e pono ai nā ʻenehana mea i hui pū ʻia e kaulike i ka hana.

VI. Hoʻonui i ka Palena Hana Kiʻekiʻe

Ka hoʻoheheʻe ʻana o ka catalytic

• Hoʻokumu nā mea hoʻoulu hao/nickel i nā pae waena Fe₃C/Ni₃C, e hoʻohaʻahaʻa ana i ka mahana graphitization i 2200℃;
• Hoʻopili nā mea hoʻoulu Boron i loko o nā papa kalapona e hoʻolaha i ke kauoha, e koi ana i 2300 ℃.

Ka hoʻoheheʻe ʻana i ka mahana kiʻekiʻe loa

• ʻO ka hoʻomehana ʻana o ka plasma arc (mahana kumu plasma argon: 15,000 ℃) e hoʻokō ai i nā mahana ʻili o 3200 ℃ a me nā kekelē graphitization >99%, kūpono no ka graphite nuklea a me ka aerospace.

Ka hoʻoheheʻe ʻana i ka microwave

• Hoʻonāukiuki nā microwaves 2.45 GHz i nā haʻalulu atom kalapona, e hiki ai i nā helu hoʻomehana o 500 ℃/min me ka ʻole o nā gradients mahana, ʻoiai ua kaupalena ʻia i nā ʻāpana paia lahilahi (<50 mm).