ග්රැෆයිටීකරණ ප්රතිකාර සඳහා සාමාන්යයෙන් 2300 සිට 3000℃ දක්වා ඉහළ උෂ්ණත්වයක් අවශ්ය වන අතර, එහි මූලික මූලධර්මය වන්නේ ඉහළ උෂ්ණත්ව තාප පිරියම් කිරීම හරහා කාබන් පරමාණු අක්රමවත් සැකැස්මක සිට ඇණවුම් කළ ග්රැෆයිට් ස්ඵටික ව්යුහයකට පරිවර්තනය කිරීමයි. පහත දැක්වෙන්නේ සවිස්තරාත්මක විශ්ලේෂණයකි:
I. සාම්ප්රදායික ග්රැෆිටීකරණ ප්රතිකාර සඳහා උෂ්ණත්ව පරාසය
A. මූලික උෂ්ණත්ව අවශ්යතා
සාම්ප්රදායික ග්රැෆිටීකරණයේදී උෂ්ණත්වය 2300 සිට 3000℃ දක්වා පරාසයකට ඉහළ නැංවීම අවශ්ය වේ, එහිදී:
- 2500℃ යනු තීරණාත්මක හැරවුම් ලක්ෂ්යයක් සනිටුහන් කරයි, එහිදී කාබන් පරමාණුවල අන්තර් ස්ථර පරතරය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු වන අතර ග්රැෆිටයිලේෂන් මට්ටම වේගයෙන් වැඩි වේ;
- 3000℃ ට වැඩි උෂ්ණත්වයකදී, වෙනස්කම් ක්රමයෙන් ක්රමයෙන් සිදුවන අතර මිනිරන් ස්ඵටික පරිපූර්ණත්වයට ළඟා වේ, නමුත් තවදුරටත් උෂ්ණත්වය අස්වැන්න වැඩි කරන අතර කාර්ය සාධනයේ ආන්තික දියුණුව අඩු කරයි.
B. ද්රව්යමය වෙනස්කම් උෂ්ණත්වයට ඇති කරන බලපෑම
- ග්රැෆිටයිස් කිරීමට පහසු කාබන් (උදා: පෙට්රෝලියම් කෝක්): 1700℃ දී ග්රැෆිටයිසේෂන් අවධියට ඇතුළු වන්න, 2500℃ දී ග්රැෆිටයිසේෂන් උපාධියේ සැලකිය යුතු වැඩි වීමක් සමඟ;
- කාබන් ග්රැෆිටයිස් කිරීමට අපහසු (උදා: ඇන්ත්රසයිට්): සමාන පරිවර්තනයක් ලබා ගැනීම සඳහා ඉහළ උෂ්ණත්වයන් (3000℃ ට ආසන්න) අවශ්ය වේ.
II. ඉහළ උෂ්ණත්වයන් කාබන් පරමාණු අනුපිළිවෙල ප්රවර්ධනය කරන යාන්ත්රණය
A. අදියර 1 (1000–1800℃): වාෂ්පශීලී විමෝචනය සහ ද්විමාන අනුපිළිවෙල
- ඇලිෆැටික් දාම, CH සහ C=O බන්ධන බිඳ වැටී, හයිඩ්රජන්, ඔක්සිජන්, නයිට්රජන්, සල්ෆර් සහ අනෙකුත් මූලද්රව්ය මොනෝමර් හෝ සරල අණු (උදා: CH₄, CO₂) ආකාරයෙන් මුදා හරියි;
- කාබන් පරමාණු ස්ථර ද්විමාන තලය තුළ ප්රසාරණය වන අතර, ක්ෂුද්ර ස්ඵටික උස 1 nm සිට 10 nm දක්වා වැඩි වන අතර, අන්තර් ස්ථර ගොඩගැසීම බොහෝ දුරට නොවෙනස්ව පවතී;
- තාප අවශෝෂක (රසායනික ප්රතික්රියා) සහ තාප අවශෝෂක (ක්ෂුද්ර ස්ඵටික මායිම් අතුරුදහන් වීමෙන් අන්තර් මුහුණත ශක්තිය මුදා හැරීම වැනි භෞතික ක්රියාවලීන්) ක්රියාවලීන් දෙකම එකවර සිදු වේ.
B. අදියර 2 (1800–2400℃): ත්රිමාණ ඇණවුම් කිරීම සහ ධාන්ය මායිම් අලුත්වැඩියාව
- කාබන් පරමාණුවල තාප කම්පන සංඛ්යාත වැඩි වීම නිසා ඒවා අවම නිදහස් ශක්තියේ මූලධර්මය මගින් පාලනය වන ත්රිමාණ සැකැස්මකට සංක්රමණය වේ;
- ස්ඵටික තලවල විස්ථාපනයන් සහ ධාන්ය මායිම් ක්රමයෙන් අතුරුදහන් වන අතර, X-කිරණ විවර්තන වර්ණාවලියේ තියුණු (hko) සහ (001) රේඛා මතුවීමෙන් සාක්ෂි දරයි, ත්රිමාණ ඇණවුම් කළ සැකසුම් ගොඩනැගීම තහවුරු කරයි;
- සමහර අපද්රව්ය කාබයිඩ් (උදා: සිලිකන් කාබයිඩ්) සාදයි, ඒවා ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී ලෝහ වාෂ්ප සහ මිනිරන් බවට දිරාපත් වේ.
C. අදියර 3 (2400℃ ට වැඩි): ධාන්ය වර්ධනය සහ නැවත ස්ඵටිකීකරණය
- ධාන්ය මානයන් a-අක්ෂය දිගේ සාමාන්ය 10–150 nm දක්වා සහ c-අක්ෂය දිගේ ආසන්න වශයෙන් ස්ථර 60 දක්වා (20 nm පමණ) වැඩි වේ;
- කාබන් පරමාණු අභ්යන්තර හෝ අන්තර් අණුක සංක්රමණය හරහා දැලිස් ශෝධනයට භාජනය වන අතර, කාබන් ද්රව්යවල වාෂ්පීකරණ අනුපාතය උෂ්ණත්වය සමඟ ඝාතීය ලෙස වැඩි වේ;
- ඝන සහ වායු අවධි අතර ක්රියාකාරී ද්රව්ය හුවමාරුව සිදු වන අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස ඉහළ අනුපිළිවෙලක් සහිත මිනිරන් ස්ඵටික ව්යුහයක් සෑදේ.
III. විශේෂ ක්රියාවලීන් හරහා උෂ්ණත්ව ප්රශස්තිකරණය
අ. උත්ප්රේරක ග්රැෆිටීකරණය
යකඩ හෝ ෆෙරෝසිලිකන් වැනි උත්ප්රේරක එකතු කිරීමෙන් ග්රැෆිටීකරණ උෂ්ණත්වය 1500–2200℃ පරාසය දක්වා සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කළ හැකිය. උදාහරණයක් ලෙස:
- ෆෙරෝසිලිකන් උත්ප්රේරකය (25% සිලිකන් අන්තර්ගතය) උෂ්ණත්වය 2500–3000℃ සිට 1500℃ දක්වා අඩු කළ හැකිය;
- BN උත්ප්රේරකයට කාබන් තන්තු වල දිශානතිය වැඩි දියුණු කරන අතරම උෂ්ණත්වය 2200℃ ට වඩා අඩු කළ හැකිය.
B. අතිශය ඉහළ උෂ්ණත්ව ග්රැෆිටීකරණය
න්යෂ්ටික ශ්රේණියේ සහ අභ්යවකාශ ශ්රේණියේ මිනිරන් වැනි ඉහළ සංශුද්ධතා යෙදුම් සඳහා භාවිතා කරන මෙම ක්රියාවලිය, නිෂ්පාදනවල මතුපිට උෂ්ණත්වය 3200℃ ඉක්මවන බවට සහතික කිරීම සඳහා මධ්යම-සංඛ්යාත ප්රේරක උණුසුම හෝ ප්ලාස්මා චාප උණුසුම (උදා: ආගන් ප්ලාස්මා මධ්ය උෂ්ණත්වය 15,000℃ දක්වා ළඟා වීම) භාවිතා කරයි;
- ග්රැෆිටයිසේෂන් මට්ටම 0.99 ඉක්මවන අතර, අපිරිසිදු අන්තර්ගතය අතිශයින් අඩුය (අළු අන්තර්ගතය < 0.01%).
IV. ග්රැෆිටීකරණ බලපෑම් මත උෂ්ණත්වයේ බලපෑම
A. ප්රතිරෝධකතාව සහ තාප සන්නායකතාවය
ග්රැෆිටීකරණ අංශකයේ සෑම 0.1 ක වැඩිවීමක් සඳහාම, ප්රතිරෝධකතාව 30% කින් අඩු වන අතර තාප සන්නායකතාවය 25% කින් වැඩි වේ. උදාහරණයක් ලෙස, 3000℃ හි ප්රතිකාර කිරීමෙන් පසු, මිනිරන් වල ප්රතිරෝධකතාව එහි ආරම්භක අගයෙන් 1/4–1/5 දක්වා පහත වැටිය හැකිය.
B. යාන්ත්රික ගුණාංග
ඉහළ උෂ්ණත්වයන් මිනිරන් වල අන්තර් ස්ථර පරතරය ආසන්න පරමාදර්ශී අගයන් (0.3354 nm) දක්වා අඩු කරයි, තාප කම්පන ප්රතිරෝධය සහ රසායනික ස්ථායිතාව සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි දියුණු කරයි (රේඛීය ප්රසාරණ සංගුණකය 50%–80% ක අඩුවීමක් සමඟ), ඒ සමඟම ලිහිසි බව සහ ඇඳුම් ප්රතිරෝධය ද ලබා දෙයි.
C. සංශුද්ධතාවය වැඩි දියුණු කිරීම
3000℃ දී, ස්වභාවික සංයෝගවලින් 99.9% ක රසායනික බන්ධන බිඳ වැටෙන අතර, අපද්රව්ය වායුමය ආකාරයෙන් මුදා හැරීමට ඉඩ සලසන අතර එමඟින් 99.9% හෝ ඊට වැඩි නිෂ්පාදන සංශුද්ධතාවයකට මග පාදයි.
පළ කිරීමේ කාලය: සැප්තැම්බර්-11-2025