Süsinikgrafiidi põhimõte hõlmab peamiselt selle moodustumise protsessi ning füüsikalisi ja keemilisi omadusi.
Moodustamise põhimõte
Süsinikgrafiidi moodustumine saavutatakse peamiselt süsinikmaterjalide kõrgel temperatuuril töötlemisel. Kõrge temperatuuriga keskkonnas asetsevad süsinikuaatomid ümber ja ühinevad, muutudes korrastamata struktuurilt järjestatud kihiliseks struktuuriks, moodustades grafiidi. Konkreetne protsess sisaldab järgmisi samme:
Eraldage õhk ja tugevdage kuumust: oksüdatsioonireaktsiooni vältimiseks kuumutage süsinikelementi kõrgel temperatuuril.
Karbiidi muundamise mehhanism: süsinikmaterjal moodustab erinevate mineraalidega karbiidi ja laguneb seejärel kõrgel temperatuuril metalliauruks ja grafiidiks. Need mineraalid toimivad grafitiseerimisprotsessis katalüsaatoritena.
Ümberkristallimise teooria: süsiniku tooraines on äärmiselt väikesed grafiidikristallid. Kõrgel temperatuuril keevitatakse need kristallid süsinikuaatomite unikaalsuse tõttu kokku, et moodustada suuremaid grafiidikristalle.
Mikrokristallide kasvuteooria: kuumuse toimel läbivad polütsüklilised aromaatsed ühendid rea pürolüüsireaktsioone ja lõpuks genereerivad tohutud tasapinnaliste molekulide agregaadid, moodustades juhuslikult virnastatud kuusnurkse süsinikuvõrgu tasandi, st mikrokristallid.
Füüsikalised ja keemilised omadused
Grafiit on süsiniku allotroop, mille iga süsinikuaatom on kovalentsete sidemetega ühendatud kolme teise süsinikuaatomiga. Iga süsinikuaatom säilitab endiselt ühe vaba elektroni laengu edastamiseks, nii et grafiit võib elektrit juhtida. Sellel on stabiilsed keemilised omadused, see on korrosioonikindel ja ei reageeri kergesti hapete, leeliste ja muude ainetega. Grafiidi kristallstruktuur on kihiline ja koosneb paljudest kuusnurkadest, mistõttu on sellel hea juhtivus ja määrdevõime.
