גראַפיטיזאַציע איז אַ קערן לינק אין דעם פּראָדוקציע פּראָצעס. וואָס איז זײַן פּרינציפּ?

דער פּרינציפּ פֿון גראַפֿיטיזאַציע באַשטייט פֿון הויך-טעמפּעראַטור היץ באַהאַנדלונג (2300–3000°C), וואָס פֿירט צו דער רעאָרגאַניזאַציע פֿון אַמאָרפֿישע, נישט-געאָרדנטע קאַרבאָן אַטאָמען אין אַ טערמאָדינאַמיש סטאַבילער דריי-דימענסיאָנאַלער אָרדנטלעכער גראַפֿיט קריסטאַל סטרוקטור. דער קערן פֿון דעם פּראָצעס ליגט אין דער רעקאָנסטרוקציע פֿון אַ העקסאַגאָנאַלער גיטער דורך SP² כייברידיזאַציע פֿון קאַרבאָן אַטאָמען, וואָס קען צעטיילט ווערן אין דריי סטאַגעס:

מיקראָקריסטאַלין וווּקס בינע (1000–1800°C):
אינערהאלב דעם טעמפעראטור-ראַנג, הייבן אָן די אומריינקייטן אין דעם קוילן-מאַטעריאַל (ווי למשל מעטאַלן מיט נידעריקע שמעלצפונקט, שוועבל און פאָספאָר) צו פארדאַמפּפן און פאַרפלייצן, בשעת די פּלאַנאַרע סטרוקטור פון קוילן-שיכטן יקספּאַנדירט זיך ביסלעכווייַז. די הייך פון מיקראָקריסטאַלן וואַקסט פון אַן אָנהייב ~1 נאַנאָמעטער ביז 10 נאַנאָמעטער, וואָס לייגט דעם יסוד פֿאַר ווייטערדיקע אָרדענונג.

דריי-דימענסיאָנעלע אָרדענונג בינע (1800–2500°C):
ווי די טעמפּעראַטור שטייגט, פֿאַרקלענערן זיך די אומרעכטע אויסגלייַכונגען צווישן די קאַרבאָן שיכטן, און די צווישן-שיכטן אָפּשטאַנד ווערט ביסלעכווייַז פֿאַרענגער צו 0.343–0.346 נאַנאָמעטערס (וואָס דערנענטערט זיך צום אידעאַלן גראַפֿיט ווערט פֿון 0.335 נאַנאָמעטערס). דער גראַפֿיטיזאַציע גראַד שטייגט פֿון 0 ביז 0.9, און דאָס מאַטעריאַל הייבט אָן צו ווײַזן באַזונדערע גראַפֿיט כאַראַקטעריסטיקס, אַזאַ ווי באַדײַטנד פֿאַרבעסערטע עלעקטרישע און טערמישע קאַנדאַקטיוויטי.

קריסטאַל פּערפעקציע בינע (2500–3000°C):
ביי העכערע טעמפּעראַטורן, גייען מיקראָקריסטאַלן דורך אַ רעאָרגאַניזאַציע, און גיטער חסרונות (אַזאַ ווי ליידיקע פּלעצער און דיסלאָקאַציעס) ווערן פּראָגרעסיוולי ריפּערד, מיטן גראַפיטיזאַציע גראַד וואָס דערנענטערט זיך צו 1.0 (אידעאַלער קריסטאַל). אין דעם פונקט, קען די עלעקטרישע קעגנשטעל פון מאַטעריאַל פאַרקלענערן זיך מיט 4-5 מאָל, די טערמישע קאַנדאַקטיוויטי פֿאַרבעסערט זיך מיט אַרום 10 מאָל, דער קאָעפיציענט פון לינעאַרער יקספּאַנשאַן פאַלט מיט 50-80%, און די כעמישע פעסטקייט ווערט באַדייטנד פֿאַרבעסערט.

דער אריינגאנג פון הויך-טעמפּעראַטור ענערגיע איז די שליסל טרייבקראַפט פֿאַר גראַפיטיזאַציע, איבערקומען די ענערגיע באַריער פֿאַר קאַרבאָן אַטאָם ריאָרגאַניזאַציע און ערמעגלעכן דעם יבערגאַנג פון אַ דיסאָרדערד צו אַ אָרדנטלעך סטרוקטור. דערצו, די צוגאב פון קאַטאַליסטן (אַזאַ ווי באָר, אייַזן, אָדער פעראָסיליקאָן) קען נידעריקערן די גראַפיטיזאַציע טעמפּעראַטור און העכערן קאַרבאָן אַטאָם דיפוזיע און גיטער פאָרמירונג. למשל, ווען פעראָסיליקאָן כּולל 25% סיליקאָן, קען די גראַפיטיזאַציע טעמפּעראַטור ווערן רידוסט פון 2500-3000°C צו 1500°C, בשעת דזשענערייטינג העקסאַגאָנאַל סיליקאָן קאַרבייד צו אַרוישעלפן אין גראַפיט פאָרמירונג.

דער אַפּליקאַציע ווערט פון גראַפיטיזאַציע איז רעפלעקטירט אין דער פולשטענדיקער פֿאַרבעסערונג פון מאַטעריאַל אייגנשאַפטן:

• עלעקטרישע קאנדוקטיוויטעט: נאך גראַפיטיזאציע, פארקלענערט זיך די עלעקטרישע קעגנשטאנד פונעם מאטעריאל באדייטנד, מאכנדיג עס דער איינציגער נישט-מעטאלישער מאטעריאל מיט אויסגעצייכנטער עלעקטרישער קאנדוקטיוויטעט.
• טערמישע קאַנדאַקטיוויטי: טערמישע קאַנדאַקטיוויטי פֿאַרבעסערט זיך מיט בערך 10 מאָל, מאַכנדיג עס פּאַסיק פֿאַר טערמישע פאַרוואַלטונג אַפּלאַקיישאַנז.
• כעמישע פעסטקייט: אַקסאַדיישאַן קעגנשטעל און קעראָוזשאַן קעגנשטעל זענען פֿאַרבעסערט, וואָס פֿאַרלענגערט די מאַטעריאַל ס דינסט לעבן.
• מעכאנישע אייגנשאפטן: כאָטש שטאַרקייט קען פאַרקלענערן, קען די פּאָרע סטרוקטור פֿאַרבעסערט ווערן דורך ימפּרעגנאַציע, וואָס פאַרגרעסערט געדיכטקייט און טראָגן קעגנשטעל.
• ריינקייט פֿאַרבעסערונג: אומריינקייטן פֿאַרפלייצן זיך ביי הויכע טעמפּעראַטורן, וואָס רעדוצירט דעם אַש אינהאַלט פֿון פּראָדוקט מיט בערך 300 מאָל און טרעפֿט די הויך-ריינקייט רעקווייערמענץ.

למשל, אין ליטיום-יאָן באַטעריע אַנאָדע מאַטעריאַלן, איז גראַפיטיזאַציע אַ קערן שריט אין דער צוגרייטונג פון סינטעטישע גראַפיט אַנאָודז. דורך גראַפיטיזאַציע באַהאַנדלונג, ווערן די ענערגיע געדיכטקייט, ציקל פעסטקייט, און ראַטע פאָרשטעלונג פון אַנאָדע מאַטעריאַלן באַדייטנד פֿאַרבעסערט, וואָס האָט אַ דירעקטן השפּעה אויף די אַלגעמיינע באַטעריע פאָרשטעלונג. עטלעכע נאַטירלעכע גראַפיט גייט אויך דורך הויך-טעמפּעראַטור באַהאַנדלונג צו ווייטער פֿאַרבעסערן זיין גראַפיטיזאַציע גראַד, דערמיט אָפּטימיזירנדיק ענערגיע געדיכטקייט און אָפּצאָל-אָפּזאָגן עפעקטיווקייט.