ग्राफिटाइजेसन एउटा मुख्य प्रक्रिया हो जसले अनाकार, अव्यवस्थित कार्बोनेसियस सामग्रीहरूलाई क्रमबद्ध ग्राफिटिक क्रिस्टलीय संरचनामा रूपान्तरण गर्दछ, यसको मुख्य प्यारामिटरहरूले ग्राफिटाइजेसन डिग्री, सामग्री गुणहरू, र उत्पादन दक्षतालाई प्रत्यक्ष रूपमा प्रभाव पार्छ। ग्राफिटाइजेसनको लागि महत्वपूर्ण प्रक्रिया प्यारामिटरहरू र प्राविधिक विचारहरू तल दिइएका छन्:
I. कोर तापक्रम प्यारामिटरहरू
लक्षित तापक्रम दायरा
ग्राफिटाइजेसनको लागि सामग्रीहरूलाई २३००–३००० डिग्री सेल्सियससम्म तताउनु पर्छ, जहाँ:
- २५०० डिग्री सेल्सियसले ग्रेफाइट इन्टरलेयर स्पेसिङमा उल्लेखनीय कमी ल्याउने महत्वपूर्ण बिन्दुलाई चिन्ह लगाउँछ, जसले क्रमबद्ध संरचना गठन सुरु गर्छ;
- ३००० डिग्री सेल्सियसमा, ग्राफिटाइजेसन पूरा हुने नजिक छ, इन्टरलेयर स्पेसिङ ०.३३५४ एनएम (आदर्श ग्रेफाइट मान) मा स्थिर हुन्छ र ग्राफिटाइजेसन डिग्री ९०% भन्दा बढी हुन्छ।
उच्च-तापमान होल्डिंग समय
- एकरूप भट्टी तापक्रम वितरण सुनिश्चित गर्न ६-३० घण्टाको लागि लक्षित तापक्रम कायम राख्नुहोस्;
- प्रतिरोध रिबाउन्ड रोक्न र तापक्रमको उतारचढावका कारण हुने जाली दोषहरूबाट बच्न बिजुली आपूर्तिको समयमा थप ३-६ घण्टा होल्डिङ आवश्यक पर्दछ।
II. तापक्रम नियन्त्रण
चरणबद्ध ताप रणनीति
- प्रारम्भिक ताप चरण (०–१००० ℃): वाष्पशील पदार्थहरू (जस्तै, टार, ग्याँसहरू) को क्रमिक रिलीजलाई बढावा दिन र भट्टी विस्फोटन रोक्न ५० ℃/घण्टामा नियन्त्रित;
- ताप चरण (१०००–२५००℃): विद्युतीय प्रतिरोध घट्दै जाँदा १००℃/घण्टामा बढाइन्छ, शक्ति कायम राख्न करेन्ट समायोजन गरिन्छ;
- उच्च-तापमान पुनर्संयोजन चरण (२५००–३०००℃): जाली दोष मर्मत र माइक्रोक्रिस्टलाइन पुनर्संरचना पूरा गर्न २०–३० घण्टासम्म राखिन्छ।
अस्थिर व्यवस्थापन
- स्थानीयकृत सांद्रताबाट बच्नको लागि कच्चा पदार्थहरू वाष्पशील सामग्रीको आधारमा मिसाइनुपर्छ;
- कुशल वाष्पशील निकास सुनिश्चित गर्न माथिल्लो इन्सुलेशनमा भेन्टिलेसन प्वालहरू प्रदान गरिन्छ;
- अपूर्ण दहन र कालो धुवाँ उत्पादन रोक्नको लागि उच्चतम वाष्पशील उत्सर्जन (जस्तै, ८००–१२०० ℃) को समयमा तापक्रम घटाइन्छ।
III. फर्नेस लोडिङ अप्टिमाइजेसन
एकरूप प्रतिरोध सामग्री वितरण
- कण समूहीकरणको कारणले हुने बायस करेन्टलाई रोक्नको लागि प्रतिरोध सामग्रीहरू लामो-लाइन लोडिङ मार्फत फर्नेस हेडदेखि पुच्छरसम्म समान रूपमा वितरण गर्नुपर्छ;
- प्रतिरोध भिन्नताका कारण स्थानीयकृत अत्यधिक तापबाट बच्न नयाँ र प्रयोग गरिएका क्रुसिबलहरूलाई उचित रूपमा मिसाउनु पर्छ र तहहरूमा स्ट्याक गर्न निषेध गर्नुपर्छ।
सहायक सामग्री चयन र कण आकार नियन्त्रण
- प्रतिरोधात्मक असमानतालाई कम गर्न सहायक सामग्रीहरूको ≤१०% मा ०-१ मिमी फाइन हुनुपर्छ;
- अशुद्धता सोस्ने जोखिम कम गर्न कम खरानी (<१%) र कम वाष्पशील (<५%) सहायक सामग्रीहरूलाई प्राथमिकता दिइन्छ।
IV। शीतलन र अनलोडिङ नियन्त्रण
प्राकृतिक शीतलन प्रक्रिया
- पानी छर्केर जबरजस्ती चिस्याउन निषेध गरिएको छ; बरु, थर्मल स्ट्रेस क्र्याक हुनबाट रोक्न ग्र्याब वा सक्शन उपकरणहरू प्रयोग गरेर सामग्रीहरूलाई तह-तह हटाइन्छ;
- सामग्री भित्र क्रमिक तापक्रम ढाँचा सुनिश्चित गर्न चिसो हुने समय ≥७ दिन हुनुपर्छ।
अनलोडिङ तापक्रम र क्रस्ट ह्यान्डलिङ
- क्रुसिबलहरू ~१५० डिग्री सेल्सियस पुग्दा इष्टतम अनलोडिङ हुन्छ; समयपूर्व हटाउनाले सामग्रीको अक्सिडेशन (विशिष्ट सतह क्षेत्र बढ्छ) र क्रुसिबल क्षति हुन्छ;
- अनलोडिङको क्रममा क्रुसिबल सतहहरूमा १-५ मिमी बाक्लो क्रस्ट (सानो अशुद्धता भएको) बन्छ र ढुवानीको लागि योग्य सामग्रीहरू टन झोलाहरूमा प्याक गरेर छुट्टै भण्डारण गर्नुपर्छ।
V. ग्राफिटाइजेसन डिग्री मापन र सम्पत्ति सहसम्बन्ध
मापन विधिहरू
- एक्स-रे डिफ्र्याक्सन (XRD): फ्र्याङ्कलिनको सूत्र प्रयोग गरेर ग्राफिटाइजेसन डिग्री g निकालेर (002) डिफ्र्याक्सन शिखर स्थिति मार्फत इन्टरलेयर स्पेसिङ d002 गणना गर्दछ:
g=०.००८६०.३४४०−२c०×१००%
(जहाँ c0 मापन गरिएको अन्तर-तह स्पेसिङ हो; d002=0.3360nm हुँदा g=84.05%)।
- रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी: D-पीक देखि G-पीक सम्मको तीव्रता अनुपात मार्फत ग्राफिटाइजेसन डिग्री अनुमान गर्दछ।
सम्पत्तिको प्रभाव
- ग्राफिटाइजेसन डिग्रीमा प्रत्येक ०.१ वृद्धिले प्रतिरोधात्मकता ३०% ले घटाउँछ र २५% ले थर्मल चालकता बढाउँछ;
- अत्यधिक ग्राफिटाइज्ड सामग्रीहरू (>९०%) ले १.२×१०⁵ S/m सम्म चालकता प्राप्त गर्दछ, यद्यपि प्रभाव कठोरता घट्न सक्छ, जसले गर्दा कार्यसम्पादन सन्तुलन गर्न कम्पोजिट सामग्री प्रविधिहरू आवश्यक पर्दछ।
VI. उन्नत प्रक्रिया प्यारामिटर अनुकूलन
उत्प्रेरक ग्राफिटाइजेसन
- फलाम/निकेल उत्प्रेरकहरूले Fe₃C/Ni₃C मध्यवर्ती चरणहरू बनाउँछन्, ग्राफिटाइजेसन तापमानलाई २२०० डिग्री सेल्सियसमा घटाउँछन्;
- बोरोन उत्प्रेरकहरू क्रमलाई बढावा दिन कार्बन तहहरूमा अन्तर्क्रिया गर्छन्, जसलाई २३०० डिग्री सेल्सियस आवश्यक पर्दछ।
अति-उच्च-तापमान ग्राफिटाइजेसन
- प्लाज्मा आर्क हीटिंग (आर्गन प्लाज्मा कोर तापमान: १५,००० ℃) ले सतहको तापक्रम ३२०० ℃ र ग्राफिटाइजेसन डिग्री > ९९% प्राप्त गर्छ, जुन आणविक-ग्रेड र एयरोस्पेस-ग्रेड ग्रेफाइटको लागि उपयुक्त छ।
माइक्रोवेभ ग्राफिटाइजेसन
- २.४५ GHz माइक्रोवेभहरूले कार्बन परमाणु कम्पनहरूलाई उत्तेजित गर्छन्, जसले गर्दा तापक्रम ढाँचा बिना ५००℃/मिनेटको ताप दर सक्षम हुन्छ, यद्यपि पातलो-पर्खाल भएका घटकहरू (<५० मिमी) मा सीमित हुन्छ।
पोस्ट समय: सेप्टेम्बर-०४-२०२५