Waa maxay xuduudaha habka muhiimka ah ee habka graphitization-ka?

Garaafayntu waa hab-raac asaasi ah oo beddelaya walxaha kaarboon-ka ee aan qaab-dhismeedka lahayn, ee aan nidaamsanayn una beddelaya qaab-dhismeed garaafik ah oo nidaamsan, iyadoo xuduudaheeda muhiimka ah ay si toos ah u saameeyaan heerka garaafikaynta, sifooyinka walxaha, iyo hufnaanta wax soo saarka. Hoos waxaa ku yaal xuduudaha habka muhiimka ah iyo tixgelinta farsamo ee garaafikaynta:

I. Cabbirrada Heerkulka Aasaasiga ah

Kala duwanaanshaha Heerkulka Bartilmaameedka
Graphitization waxay u baahan tahay qalabka kululaynta ilaa 2300-3000℃, halkaas oo:

• 2500 ℃ waxay calaamad u tahay qodobka muhiimka ah ee hoos u dhaca weyn ee kala fogaanshaha lakabka graphite, iyadoo la bilaabayo qaab-dhismeedka nidaamsan;
• Heerkulka 3000 ℃, garaafitirinta ayaa ku dhow inay dhammaato, iyadoo kala fogaanshaha lakabka ee isku dhafan uu deggan yahay 0.3354 nm (qiimaha garaafiti ee ku habboon) iyo heerka garaafitiyeynta oo ka badan 90%.

Waqtiga Haynta Heerkulka Sare

• Heerkulka bartilmaameedka ah ku hay 6-30 saacadood si loo hubiyo qaybinta heerkulka foornada oo isku mid ah;
• 3-6 saacadood oo dheeraad ah oo haynta ah inta lagu jiro korontada ayaa loo baahan yahay si looga hortago soo noqoshada iska caabbinta iyo in laga fogaado cilladaha shabagga ee ay sababaan isbeddellada heerkulka.

II. Xakamaynta Qalooca Kululaynta

Istaraatiijiyadda Kululaynta ee Marxaladaysan

• Marxaladda kuleylinta bilowga ah (0–1000℃): La xakameeyey 50℃/saacaddii si loo dhiirrigeliyo sii deynta tartiib tartiib ah ee walxaha kacsan (tusaale ahaan, daamurka, gaasaska) iyo ka hortagga qaraxyada foornada;
• Marxaladda kululaynta (1000–2500℃): Waxaa la kordhiyay ilaa 100℃/saacaddii iyadoo iska caabbinta korontadu ay hoos u dhacayso, iyadoo la hagaajiyay hadda si loo ilaaliyo awoodda;
• Marxaladda isku-dhafka heerkulka sare (2500–3000℃): Waxaa la hayaa 20-30 saacadood si loo dhammaystiro dayactirka cilladaha shabakadda iyo dib-u-habaynta microcrystalline.

Maareynta Isbeddelka leh

• Alaabada ceeriin waa in lagu qaso iyadoo lagu saleynayo waxyaabaha isbeddelaya si looga fogaado isku-ururinta deegaanka;
• Godadka hawo-qaadashada waxaa lagu bixiyaa dahaarka sare si loo hubiyo baxsasho firfircoon oo kacsan;
• Qalooca kuleylinta ayaa la gaabiyaa inta lagu jiro qiiqa kacsan ee ugu sarreeya (tusaale ahaan, 800–1200℃) si looga hortago gubasho aan dhammaystirnayn iyo soo saarista qiiqa madow.

III. Hagaajinta Rarista Foornada

Qaybinta Walxaha Iska caabinta Isku-midka ah

• Agabka iska caabbinta waa in si siman loogu qaybiyaa madaxa foornada ilaa dabada iyada oo loo marayo rarista xariiqda dheer si looga hortago qulqulka eexda ee ay keento isku-ururinta walxaha;
• Weelasha cusub iyo kuwa la isticmaalay waa in si habboon loogu qaso oo laga mamnuuco in lagu dul saaro lakabyo si looga fogaado kulaylka deegaanka oo aad u daran sababtoo ah kala duwanaanshaha iska caabinta.

Xulashada Walxaha Kaaliyaha ah iyo Xakamaynta Cabbirka Walxaha

• ≤10% agabka dheeraadka ah waa inay ka koobnaadaan ganaaxyo 0-1 mm ah si loo yareeyo isku-dhafka iska caabbinta;
• Agabka kaabista ah ee dambaska hooseeya (<1%) iyo kuwa aan firfircoonayn (<5%) ayaa mudnaanta la siiyaa si loo yareeyo khatarta nuugista wasakhda.

IV. Xakamaynta Qaboojinta iyo Soo dejinta

Habka Qaboojinta Dabiiciga ah

• Ku qaboojinta qasabka ah ee lagu buufiyo biyo waa mamnuuc; taa beddelkeeda, agabka waxaa lakab lakab ah looga saaraa iyadoo la isticmaalayo qabasho ama qalab nuugid si looga hortago dillaaca cadaadiska kulaylka;
• Waqtiga qaboojinta waa inuu ahaadaa ≥7 maalmood si loo hubiyo in heerkulka si tartiib tartiib ah u socdo gudaha agabka.

Xakamaynta Heerkulka iyo Qabashada Qolofka

• Soo dejinta ugu fiican waxay dhacdaa marka boolalku gaaraan ~ 150℃; ka saarista degdegga ah waxay sababtaa oksaydh agab (kordhinta aagga dusha sare ee gaarka ah) iyo dhaawaca boolalku keeno;
• Qolof dhumucdiisu tahay 1-5 mm (oo ay ku jiraan wasakh yar yar) ayaa ka samaysan dusha sare ee la shidi karo inta lagu jiro dejinta waana in si gaar ah loo kaydiyaa, iyadoo agab tayo leh lagu rido bacaha badan ee rarista.

V. Cabbirka Darajada Garaafaynta iyo Xiriirka Hantida

Hababka Cabbirka

• Kala-soocidda Raajada X-ray (XRD): Waxay xisaabisaa kala-soocidda lakabka d002​ iyada oo loo marayo booska ugu sarreeya ee kala-soocidda (002), iyadoo heerka garaafka g laga soo qaatay qaacidada Franklin:

(halkaas oo c0​ uu yahay kala fogaanshaha lakabka ee la cabbiray; g=84.05% marka d002​=0.3360nm).

• Raman Spectroscopy: Waxay qiyaastaa heerka garaafka iyadoo la adeegsanayo saamiga xoogga D-peak ilaa G-peak.

Saamaynta Hantida

• Kordhin kasta oo 0.1 ah oo ku timaadda heerka garaafka ayaa hoos u dhigaysa iska caabinta 30% waxayna kordhisaa gudbinta kulaylka 25%;
• Alaabada aadka loo sawiray (>90%) waxay gaaraan dabacsanaan ilaa 1.2×10⁵ S/m, inkastoo adkeysiga saameynta uu hoos u dhici karo, taasoo u baahan farsamooyin isku dhafan oo agab ah si loo dheellitiro waxqabadka.

VI. Hagaajinta Halbeegga Habka Sare

Garaafaynta Catalytic

• Kataliyayaasha birta/nikkel waxay sameeyaan marxalado dhexdhexaad ah oo Fe₃C/Ni₃C ah, iyagoo hoos u dhigaya heerkulka garaafka ilaa 2200℃;
• Kataliyayaasha Boron waxay isku dhexgalaan lakabyada kaarboon si ay u horumariyaan kala-dambeynta, iyagoo u baahan 2300℃.

Garaafaynta Heerkulka Sare ee Aad u Sareeya

• Kuleylka Plasma-ka (heerkulka xudunta plasma ee argon: 15,000℃) wuxuu gaaraa heerkulka dusha sare ee 3200℃ iyo heerarka garaafka oo ka badan 99%, oo ku habboon garaafka heerka nukliyeerka iyo heerka hawada sare.

Garaafaynta Microwave-ka

• Microwave-yada 2.45 GHz waxay kiciyaan gariirka atamka kaarboon, taasoo suurtogalinaysa heerarka kululaynta 500 ℃/daqiiqad iyada oo aan lahayn heerkulbeeg, in kasta oo ay ku kooban yihiin qaybaha khafiifka ah (<50 mm).