PAN негизиндеги чийки зымдарды түзүү үчүн алдын ала кычкылдандыруу, төмөнкү температурада көмүрлөштүрүү жана жогорку температурада көмүрлөштүрүү кереккөмүртек булалары, андан кийин графит булаларын жасоо үчүн графиттештирилет. Температура 200℃ден 2000-3000℃ге чейин жетет, ал ар кандай реакцияларды жүргүзөт жана ар кандай түзүлүштөрдү пайда кылат, алар өз кезегинде ар кандай касиеттерге ээ.
1. Пиролиз этабы:Төмөнкү температурадагы бөлүктө алдын ала кычкылдануу, жогорку температурадагы бөлүктө төмөнкү температурадагы көмүртектешүү
Кычкылданууга чейинки арилдөө процесси дээрлик 100 мүнөткө созулат, температурасы 200-300 ℃, максаты - термопластикалык PAN сызыктуу макромолекулярдык чынжырды пластик эмес ысыкка чыдамдуу трапециялык түзүлүшкө айландыруу, бул макромолекулярдык чынжырдын циклдешүү жана молекулалар аралык кайчылаш байланышуу реакциясынын негизги реакциясы, пиролиз реакциясы жана көптөгөн кичинекей молекулалардын бөлүнүп чыгышы менен коштолот. Арилдөө индекси жалпысынан 40-60% түзөт.
Төмөнкү температурадагы көмүрлөштүрүү температурасыЖалпысынан 300-800 ℃ температурада, негизинен жылуулук менен жарака кетүү реакциясы, көбүнчө жогорку температуралуу электр мешинин зым менен жылытуусун колдонуу менен, этапта көп өлчөмдөгү газ жана чайыр пайда болот.
Мүнөздөмөлөрү: Алдын ала кычкылданган буланын түсү күңүрт болуп, көбүнчө кара түстө болот, бирок буланын морфологиясы сакталып калат, ички түзүлүшү белгилүү бир деңгээлде химиялык өзгөрүүлөргө дуушар болуп, бир катар кычкылтек камтыган функционалдык топтордун жана кайчылаш байланыш түзүмүнүн пайда болушу кийинки көмүртектешүүнүн пайдубалын түптөйт.
2. (Жогорку температурадагы) көмүрлөштүрүү этабы, бул прекурсордун жогорку температурадагы ажыроодо инерттүү атмосферада алдын ала кычкылдануусу, андан тышкары көмүртектин гетероатомдору (мисалы, кычкылтек, суутек, азот ж.б.) алынып салынат, ошентип акырындык менен көмүртектешүү, аморфтук көмүртек же микрокристаллдык көмүртек түзүлүшүнүн пайда болушу жүрөт. Бул процесс көмүртек скелетинин пайда болушундагы негизги кадам болуп саналат. Температура жалпысынан 1000-1800 ℃ ортосунда болот, негизинен жылуулук конденсация реакциясы, көпчүлүк графит жылыткычтары жылытуу үчүн колдонулат.
Мүнөздөмөлөрү: Көмүртектелген материалдын негизги компоненти көмүртек, түзүлүшү көбүнчө аморфтук көмүртек же хаотикалык графит түзүлүшүнөн турат, анын электр өткөрүмдүүлүгү, механикалык касиеттери кычкылданууга чейинки продуктуга салыштырмалуу бир топ жогорулаган.
3. Графиттештирүүаморфтук көмүртектин же микрокристаллдык көмүртектин түзүлүшүн тартиптүү графит кристаллдык түзүлүшүнө айландыруу үчүн көмүрлөштүрүү продуктуларын жогорку температурада андан ары жылуулук менен иштетүү болуп саналат. Жогорку температуранын таасири аркылуу көмүртек атомдору жогорку деңгээлдеги багытка ээ болгон алты бурчтуу торчо катмарынын түзүлүшүн түзүү үчүн кайрадан жайгаштырылат, ошону менен материалдын электр жана жылуулук өткөрүмдүүлүгүн жана механикалык бекемдигин бир кыйла жакшыртат.
Мүнөздөмөлөрү: Графиттелген продукт жогорку кристаллдык графит түзүлүшүнө ээ, ал эң сонун электр жана жылуулук өткөрүмдүүлүгүн, ошондой эле жогорку салыштырмалуу бекемдикти жана салыштырмалуу модулду камсыз кылат. Мисалы, жогорку модулдуккөмүртек булаларыжогорку деңгээлдеги графиттештирүү аркылуу алынат.
Алдын ала кычкылдандыруу, көмүрлөштүрүү жана графиттештирүү боюнча конкреттүү кадамдар жана жабдууларга коюлган талаптар:
Алдын ала кычкылдандыруу: абада 200-300°C көзөмөлдөнгөн температурада жүргүзүлөт. Буланын кичирейишин азайтуу үчүн чыңалуу керек.
Көмүртектештирүү: инерттүү атмосферада температураны акырындык менен 1000-2000°C чейин көтөрүү менен жүргүзүлөт.
Графиттештирүү: жогорку температурада (2000-3000°C), адатта вакуумда же инерттүү атмосферада жүргүзүлөт.
Жарыяланган убактысы: 2025-жылдын 22-майы
