I. Ciri-ciri Struktur Kristal
Struktur Berlapis: Struktur kristal kok petroleum bergrafit terdiri daripada rangkaian satah atom karbon heksagon. Rangkaian satah ini disusun lapisan demi lapisan, membentuk struktur berlapis yang tipikal. Lapisan-lapisan ini dihubungkan oleh daya van der Waals yang agak lemah, yang memberikan grafit kelinciran dan anisotropi.
Pemalar Kekisi: Selepas rawatan grafitisasi, pemalar kekisi (a₀ dan c₀) kok petroleum menghampiri grafit semula jadi, menunjukkan tahap persamaan yang tinggi dalam struktur kristalnya. Ciri struktur ini membolehkan kok petroleum tergrafit mempamerkan kekonduksian elektrik dan haba yang sangat baik.
Parameter Mikrokristalin: Menggunakan pembelauan sinar-X, parameter seperti jarak antara lapisan (d₀₀₂), diameter lapisan purata (Lₐ), dan ketinggian susunan (Lc) mikrokristal dalam kok petroleum tergrafit boleh dikira. Parameter ini mencerminkan saiz dan susunan mikrokristal dan berfungsi sebagai penunjuk penting untuk menilai tahap penggrafitan.
II. Kesan Proses Penggrafitan
Peralihan daripada Keadaan Amorfus kepada Keadaan Kristal: Sebelum penggrafitan, struktur karbon kok petroleum adalah amorfus, dicirikan oleh struktur bahan yang "tidak teratur jarak jauh, tertib jarak pendek". Melalui rawatan penggrafitan (biasanya dijalankan pada suhu tinggi antara 2500°C hingga 3000°C), karbon amorfus secara beransur-ansur berubah menjadi struktur kristal grafit tiga dimensi yang tersusun.
Peningkatan Saiz Mikrokristalit: Semasa penggrafitan, ketebalan purata (Lc) dan lebar (Lₐ) kepingan kekisi karbon meningkat, manakala jarak antara lapisan (d) berkurangan. Ini mengakibatkan peningkatan saiz mikrokristalit dan struktur kristal yang lebih sempurna.
Pengurangan Kerintangan: Apabila tahap penggrafitan meningkat, kerintangan kok petroleum tergrafit berkurangan dengan ketara. Ini kerana, semasa penggrafitan, susunan atom karbon menjadi lebih teratur, membolehkan elektron bergerak lebih bebas dalam satah lapisan, sekali gus meningkatkan kekonduksian elektrik.
III. Hubungan Antara Mikrostruktur dan Sifat
Kekonduksian Elektrik: Struktur kristal berlapis kok petroleum bergrafit membolehkan elektron bergerak bebas di dalam satah lapisan, menghasilkan kekonduksian elektrik yang sangat baik. Sifat ini menjadikan kok petroleum bergrafit boleh digunakan secara meluas dalam bidang seperti bahan elektrod dan bahan tambahan konduktif.
Kekonduksian Terma: Disebabkan daya van der Waals yang menghubungkan lapisan, haba boleh dipindahkan dengan cepat dalam satah lapisan. Oleh itu, kok petroleum bergrafit juga mempamerkan kekonduksian terma yang baik, menjadikannya sesuai untuk pembuatan bahan pelesapan haba dan aplikasi lain.
Sifat Mekanikal: Struktur kristal kok petroleum bergrafit memberikannya kekuatan mekanikal tertentu. Walau bagaimanapun, berbanding dengan bahan logam, struktur berlapisnya menghasilkan ikatan antara lapisan yang lebih lemah, yang membawa kepada kekuatan lenturan dan mampatan yang agak rendah. Ciri prestasi ini memberikan kok petroleum bergrafit kelebihan aplikasi dalam senario di mana ia perlu menahan tekanan tertentu tetapi tidak memerlukan kekuatan yang tinggi.
Masa siaran: 28 Ogos 2025