පෙට්‍රෝලියම් කෝක් වල ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය (ඉඳිකටුවක් වැනි, ස්පොන්ජි සහ පෙති වැනි) කැල්සිනේෂන් හැකිලීමේ අනුපාතය සහ සත්‍ය ඝනත්වය කෙරෙහි ඇති කරන බලපෑම කුමක්ද?

1. ඉඳිකටු කෝක්: අඩු හැකිලීම සහ ඉහළ සත්‍ය ඝනත්වය සඳහා සාමාන්‍ය උදාහරණයක්

• ව්‍යුහාත්මක ලක්ෂණ: ඉඳිකටු කෝක්, අනුපිළිවෙලට සකස් කරන ලද දිගටි ඉලිප්සාකාර සිදුරු සහිත තන්තුමය හෝ දිගටි ව්‍යුහයක් ප්‍රදර්ශනය කරයි. මෙම ව්‍යුහය කැල්සිනේෂන් අතරතුර විශිෂ්ට ඝනත්ව හැකියාව පෙන්නුම් කරයි.
• ගණනය කිරීම හැකිලීම:
  • ඉඳිකටු කෝක් වල හැකිලීමේ අනුපාතය සාපේක්ෂව අඩු වන අතර එය සාමාන්‍යයෙන් 10% සිට 20% දක්වා පරාසයක පවතී. එහි තන්තුමය ව්‍යුහය ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී අණුක ප්‍රතිසංවිධානය සහ සිදුරු වැසීම හරහා හැකිලීමක් ලබා ගන්නා අතර, සිදුරු අනුපිළිවෙලින් සකස් කිරීම අක්‍රමවත් හැකිලීම සඳහා ඇති ඉඩකඩ අඩු කරන අතර එමඟින් සමස්ත හැකිලීමේ අනුපාතය අඩු කරයි.
  • උදාහරණයක් ලෙස, 1300°C කැල්සිනේෂන්හිදී, තාප ආතතිය ඒකාකාරව විසුරුවා හැරීමේ හැකියාව හේතුවෙන්, ඉඳිකටු කෝක්හි පරිමාමිතික හැකිලීම ස්පොන්ජ් කෝක්හි පරිමාමිතික හැකිලීමෙන් අඩක් පමණක් විය හැකිය.
• සත්‍ය ඝනත්වය:
  • ඉඳිකටු කෝක් වල ඉහළ සත්‍ය ඝනත්වයක් ඇති අතර එය සාමාන්‍යයෙන් 2.10–2.15 g/cm³ දක්වා ළඟා වේ. මෙය එහි ඉහළ මට්ටමේ ග්‍රැෆිටයිසේෂන් සහ ඝන ස්ඵටික ව්‍යුහය පිළිබිඹු කරයි, එහි තන්තුමය ව්‍යුහයේ කාබන් ස්ථරවල අනුපිළිවෙලට සකස් කර ඇති සැකැස්මට සමීපව සම්බන්ධ වේ.
  • ව්‍යුහාත්මක දෝෂ අඩු වීම සහ කාබන් ස්ථර ගොඩගැසීම තදින් පැවතීම හේතුවෙන් ඉඳිකටු කෝක් වල සැබෑ ඝනත්වය ස්පොන්ජ් කෝක් වලට වඩා ආසන්න වශයෙන් 5%–10% කින් වැඩි බව අධ්‍යයනවලින් පෙනී යයි.

2. ස්පොන්ජ් කෝක්: ඉහළ හැකිලීම සහ අඩු සත්‍ය ඝනත්වය සඳහා සාමාන්‍ය උදාහරණයක්

• ව්‍යුහාත්මක ලක්ෂණ: ස්පොන්ජ් කෝක් වල සිදුරු සහිත, ස්පොන්ජ් වැනි ව්‍යුහයක් ඇති අතර අක්‍රමවත් ප්‍රමාණයේ සහ බෙදා හරින ලද සිදුරු, තුනී කැට (අඟුරු බිත්ති) සහ බිඳෙනසුලු බව ඇත.
• ගණනය කිරීම හැකිලීම:
  • ස්පොන්ජ් කෝක් ඉහළ හැකිලීමේ අනුපාතයක් පෙන්නුම් කරයි, සාමාන්‍යයෙන් 30% සිට 50% දක්වා පරාසයක පවතී. එහි අක්‍රමවත් සිදුරු සහිත ව්‍යුහය, වාෂ්පශීලී මුදා හැරීම සහ තාප ආතති සාන්ද්‍රණය හේතුවෙන් කැල්සියම් කිරීමේදී සිදුරු බිඳවැටීමට ඉඩ ඇති අතර එය සැලකිය යුතු හැකිලීමකට මග පාදයි.
  • උදාහරණයක් ලෙස, 1200°C කැල්සිනේෂන්හිදී, ස්පොන්ජ් කෝක් වල පරිමාමිතික හැකිලීම 40% ඉක්මවිය හැකි අතර එය ඉඳිකටු කෝක් වලට වඩා බෙහෙවින් වැඩි ය.
• සත්‍ය ඝනත්වය:
  • ස්පොන්ජ් කෝක් වල සත්‍ය ඝනත්වය සාපේක්ෂව අඩුය, සාමාන්‍යයෙන් 1.90 සහ 2.05 g/cm³ අතර වේ. මෙයට හේතුව එහි ව්‍යුහයේ ඇති අවශේෂ සිදුරු විශාල සංඛ්‍යාවක් සහ කාබන් ස්ථරවල අක්‍රමවත් සැකැස්ම නිසා බොහෝ ස්ඵටිකරූපී දෝෂ ඇති වීමයි.
  • ඉඳිකටු කෝක් හා සසඳන විට, ප්‍රමාණවත් ඝනත්වයක් නොමැති වීම හේතුවෙන් ස්පොන්ජ් කෝක් වල සැබෑ ඝනත්වය 10%–15% කින් අඩු විය හැකිය.

3. ෂොට් කෝක්: මධ්‍යස්ථ හැකිලීමක් සහ සත්‍ය ඝනත්වයක් සහිත අතරමැදි තත්වයක්.

• ව්‍යුහාත්මක ලක්ෂණ: ෂොට් කෝක් ගෝලාකාර හෝ පෙති වැනි පෙනුමක් ඇති අතර, දෘඩ මතුපිටක් සහ සිදුරු කිහිපයක් ඇති අතර, ඉඳිකටු කෝක් සහ ස්පොන්ජ් කෝක් අතර ව්‍යුහාත්මක අතරමැදියක් නියෝජනය කරයි.
• ගණනය කිරීම හැකිලීම:
  • ෂොට් කෝක් සාමාන්‍යයෙන් 20% සිට 30% දක්වා හැකිලීමේ අනුපාතයක් ඇත. එහි ගෝලාකාර ව්‍යුහය ගණනය කිරීමේදී මතුපිට ආතතිය හේතුවෙන් හැකිලීමට ලක් වේ, නමුත් සීමිත අභ්‍යන්තර සිදුරු හැකිලීමේ විස්තාරය සීමා කරයි.
  • උදාහරණයක් ලෙස, 1250°C කැල්සිනේෂන්හිදී, ෂොට් කෝක්හි පරිමාමිතික හැකිලීම 25% ක් විය හැකි අතර එය ඉඳිකටු කෝක් සහ ස්පොන්ජ් කෝක් අතර වේ.
• සත්‍ය ඝනත්වය:
  • ෂොට් කෝක් වල සත්‍ය ඝනත්වය සාමාන්‍යයෙන් 2.00 සහ 2.10 g/cm³ අතර වේ. එහි ව්‍යුහාත්මක ඝනත්වය ස්පොන්ජ් කෝක් වලට වඩා උසස් නමුත් ඉඳිකටු කෝක් වලට වඩා පහත් බැවින් අතරමැදි සත්‍ය ඝනත්වයක් ඇති වේ.
  • පර්යේෂණවලින් පෙනී යන්නේ වෙඩි තැබූ කෝක් වල සැබෑ ඝනත්වය ස්පොන්ජ් කෝක් වලට වඩා ආසන්න වශයෙන් 5% කින් වැඩි නමුත් ඉඳිකටු කෝක් වලට වඩා 3%–5% කින් අඩු බවයි.

ව්‍යුහය-ගුණාංග සම්බන්ධතා පිළිබඳ පුළුල් විශ්ලේෂණයක්

• හැකිලීමේ යාන්ත්‍රණය:
  • ඉඳිකටු කෝක් වල ඇණවුම් කළ තන්තුමය ව්‍යුහය අක්‍රමවත් හැකිලීමේ මාර්ග අඩු කරයි, එහි හැකිලීමේ වේගය අඩු කරයි; ස්පොන්ජ් කෝක් වල අක්‍රමවත් සිදුරු සහිත ව්‍යුහය සිදුරු බිඳවැටීම හේතුවෙන් ඉහළ හැකිලීමකට තුඩු දෙයි; වෙඩි තැබූ කෝක් වල ගෝලාකාර ව්‍යුහය මතුපිට ආතතිය හරහා මධ්‍යස්ථ හැකිලීමක් ලබා ගනී.
• සත්‍ය ඝනත්ව යාන්ත්‍රණය:
  • සත්‍ය ඝනත්වය ස්ඵටික ව්‍යුහ ඝනත්වයට සෘජුවම සම්බන්ධ වේ. ඉඳිකටු කෝක් වල ඇණවුම් කළ කාබන් ස්ථර සැකැස්ම සහ අඩු දෝෂ ඝනත්වය ඉහළ සත්‍ය ඝනත්වයට හේතු වේ; ස්පොන්ජ් කෝක් වල අක්‍රමවත් ව්‍යුහය සහ අවශේෂ සිදුරු සත්‍ය ඝනත්වය අඩු කරයි; වෙඩි තැබූ කෝක් අතරමැදි ගුණාංග ප්‍රදර්ශනය කරයි.
• ක්‍රියාවලි ප්‍රශස්තිකරණ නිර්දේශ:
  • අඩු හැකිලීමක් සහ ඉහළ සත්‍ය ඝනත්වයක් අවශ්‍ය වන යෙදුම් සඳහා (උදා: අධි බලැති ග්‍රැෆයිට් ඉලෙක්ට්‍රෝඩ), ඉඳිකටු කෝක් වඩාත් සුදුසුය;
  • අඩු කාර්ය සාධන අවශ්‍යතා (උදා: ඉන්ධන) සහිත පිරිවැය-සංවේදී යෙදුම් සඳහා, ස්පොන්ජ් කෝක් හෝ ෂොට් කෝක් වඩාත් සුදුසු විය හැකිය;
  • කැල්සිනේෂන් උෂ්ණත්වය (උදා: 1300°C ට වැඩි) සහ තාපන අනුපාතය (උදා: 50°C/min ට අඩු) සකස් කිරීමෙන් ඉඳිකටු කෝක් වල සැබෑ ඝනත්වය සහ හැකිලීම තවදුරටත් ප්‍රශස්ත කළ හැක.