ഗ്രാഫിറ്റൈസ് ചെയ്ത പെട്രോളിയം കോക്കിന്റെ സൂക്ഷ്മഘടന (ക്രിസ്റ്റൽ ഘടന) എങ്ങനെയുള്ളതാണ്?

I. ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയുടെ സവിശേഷതകൾ

പാളികളുള്ള ഘടന: ഗ്രാഫിറ്റൈസ് ചെയ്ത പെട്രോളിയം കോക്കിന്റെ ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയിൽ ഷഡ്ഭുജ കാർബൺ ആറ്റങ്ങളുടെ സമതല ശൃംഖലകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഈ സമതല ശൃംഖലകൾ പാളികളായി അടുക്കി വച്ചിരിക്കുന്നു, ഇത് ഒരു സാധാരണ പാളികളുള്ള ഘടന ഉണ്ടാക്കുന്നു. പാളികൾ താരതമ്യേന ദുർബലമായ വാൻ ഡെർ വാൽസ് ശക്തികളാൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, ഇത് ഗ്രാഫൈറ്റിന് ലൂബ്രിസിറ്റിയും അനിസോട്രോപ്പിയും നൽകുന്നു.
ലാറ്റിസ് കോൺസ്റ്റന്റുകൾ: ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ ചികിത്സയ്ക്ക് ശേഷം, പെട്രോളിയം കോക്കിന്റെ ലാറ്റിസ് കോൺസ്റ്റന്റുകൾ (a₀, c₀) സ്വാഭാവിക ഗ്രാഫൈറ്റിന്റെ കോൺസ്റ്റന്റുകൾ പോലെയാകുന്നു, ഇത് അവയുടെ ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനകളിൽ ഉയർന്ന തോതിലുള്ള സമാനതയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ഈ ഘടനാപരമായ സവിശേഷത ഗ്രാഫിറ്റൈസ് ചെയ്ത പെട്രോളിയം കോക്കിനെ മികച്ച വൈദ്യുത, ​​താപ ചാലകത പ്രദർശിപ്പിക്കാൻ പ്രാപ്തമാക്കുന്നു.
മൈക്രോക്രിസ്റ്റലിൻ പാരാമീറ്ററുകൾ: എക്സ്-റേ ഡിഫ്രാക്ഷൻ ഉപയോഗിച്ച്, ഗ്രാഫിറ്റൈസ്ഡ് പെട്രോളിയം കോക്കിലെ മൈക്രോക്രിസ്റ്റലുകളുടെ ഇന്റർലെയർ സ്പേസിംഗ് (d₀₀₂), ശരാശരി പാളി വ്യാസം (Lₐ), സ്റ്റാക്കിംഗ് ഉയരം (Lc) തുടങ്ങിയ പാരാമീറ്ററുകൾ കണക്കാക്കാം. ഈ പാരാമീറ്ററുകൾ മൈക്രോക്രിസ്റ്റലുകളുടെ വലുപ്പവും ക്രമീകരണവും പ്രതിഫലിപ്പിക്കുകയും ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷന്റെ അളവ് വിലയിരുത്തുന്നതിനുള്ള പ്രധാന സൂചകങ്ങളായി വർത്തിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

II. ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ പ്രക്രിയയുടെ ഫലങ്ങൾ

അമോർഫസിൽ നിന്ന് ക്രിസ്റ്റലിൻ അവസ്ഥയിലേക്കുള്ള മാറ്റം: ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷന് മുമ്പ്, പെട്രോളിയം കോക്കിന്റെ കാർബൺ ഘടന അമോർഫസാണ്, "ദീർഘ-ശ്രേണി ക്രമരഹിതവും ഹ്രസ്വ-ശ്രേണി ക്രമീകൃതവുമായ" മെറ്റീരിയൽ ഘടനയാണ് ഇതിന്റെ സവിശേഷത. ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ ചികിത്സയിലൂടെ (സാധാരണയായി 2500°C മുതൽ 3000°C വരെയുള്ള ഉയർന്ന താപനിലയിൽ നടത്തുന്നു), അമോർഫസ് കാർബൺ ക്രമേണ ക്രമീകൃതമായ ഒരു ത്രിമാന ഗ്രാഫൈറ്റ് ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയായി മാറുന്നു.
മൈക്രോക്രിസ്റ്റലൈറ്റ് വലുപ്പത്തിലെ വർദ്ധനവ്: ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ സമയത്ത്, കാർബൺ ലാറ്റിസ് ഫ്ലേക്കുകളുടെ ശരാശരി കനവും (Lc) വീതിയും (Lₐ) വർദ്ധിക്കുന്നു, അതേസമയം ഇന്റർലെയർ സ്പേസിംഗ് (d) കുറയുന്നു. ഇത് മൈക്രോക്രിസ്റ്റലൈറ്റ് വലുപ്പത്തിൽ വർദ്ധനവിനും കൂടുതൽ മികച്ച ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയ്ക്കും കാരണമാകുന്നു.
പ്രതിരോധശേഷിയിലെ കുറവ്: ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷന്റെ അളവ് വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, ഗ്രാഫിറ്റൈസ് ചെയ്ത പെട്രോളിയം കോക്കിന്റെ പ്രതിരോധശേഷി ഗണ്യമായി കുറയുന്നു. കാരണം, ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ സമയത്ത്, കാർബൺ ആറ്റങ്ങളുടെ ക്രമീകരണം കൂടുതൽ ക്രമീകൃതമാവുകയും, പാളി തലങ്ങൾക്കുള്ളിൽ ഇലക്ട്രോണുകൾ കൂടുതൽ സ്വതന്ത്രമായി സഞ്ചരിക്കാൻ അനുവദിക്കുകയും അതുവഴി വൈദ്യുതചാലകത വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

III. സൂക്ഷ്മഘടനയും ഗുണങ്ങളും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം

വൈദ്യുതചാലകത: ഗ്രാഫിറ്റൈസ് ചെയ്ത പെട്രോളിയം കോക്കിന്റെ പാളികളുള്ള ക്രിസ്റ്റൽ ഘടന ഇലക്ട്രോണുകളെ പാളി തലങ്ങൾക്കുള്ളിൽ സ്വതന്ത്രമായി സഞ്ചരിക്കാൻ പ്രാപ്തമാക്കുന്നു, ഇത് മികച്ച വൈദ്യുതചാലകതയ്ക്ക് കാരണമാകുന്നു. ഈ സ്വഭാവം ഇലക്ട്രോഡ് വസ്തുക്കൾ, ചാലക അഡിറ്റീവുകൾ തുടങ്ങിയ മേഖലകളിൽ ഗ്രാഫിറ്റൈസ് ചെയ്ത പെട്രോളിയം കോക്കിനെ വ്യാപകമായി പ്രയോഗിക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു.
താപചാലകത: പാളികളെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന വാൻ ഡെർ വാൽസ് ബലങ്ങൾ കാരണം, പാളി തലങ്ങൾക്കുള്ളിൽ താപം വേഗത്തിൽ കൈമാറ്റം ചെയ്യാൻ കഴിയും. തൽഫലമായി, ഗ്രാഫിറ്റൈസ് ചെയ്ത പെട്രോളിയം കോക്ക് നല്ല താപചാലകതയും പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് താപ വിസർജ്ജന വസ്തുക്കളുടെയും മറ്റ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളുടെയും നിർമ്മാണത്തിന് അനുയോജ്യമാക്കുന്നു.
മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ: ഗ്രാഫിറ്റൈസ് ചെയ്ത പെട്രോളിയം കോക്കിന്റെ ക്രിസ്റ്റൽ ഘടന അതിന് ഒരു നിശ്ചിത മെക്കാനിക്കൽ ശക്തി നൽകുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ലോഹ വസ്തുക്കളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, അതിന്റെ പാളി ഘടന ദുർബലമായ ഇന്റർലെയർ ബോണ്ടിംഗിന് കാരണമാകുന്നു, ഇത് താരതമ്യേന കുറഞ്ഞ വഴക്കവും കംപ്രസ്സീവ് ശക്തിയും നൽകുന്നു. ഈ പ്രകടന സ്വഭാവം ഗ്രാഫിറ്റൈസ് ചെയ്ത പെട്രോളിയം കോക്കിന് ചില സമ്മർദ്ദങ്ങളെ നേരിടേണ്ടിവരുമ്പോൾ ഉയർന്ന ശക്തി ആവശ്യമില്ലാത്ത സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഒരു പ്രയോഗ നേട്ടം നൽകുന്നു.