I. Kristal-egituraren ezaugarriak
Geruzadun egitura: Grafitutako petrolio-kokearen kristal-egitura karbono-atomo hexagonalen sare planarrez osatuta dago. Sare planar hauek geruzaz geruza pilatzen dira, geruzadun egitura tipiko bat osatuz. Geruzak van der Waals indar nahiko ahulen bidez lotuta daude, eta horiek grafitoari lubrifikazio-gaitasuna eta anisotropia ematen diote.
Sare-konstanteak: Grafitizazio-tratamenduaren ondoren, petrolio-kokearen sare-konstanteak (a₀ eta c₀) grafito naturalarenen antzekoak dira, eta horrek haien kristal-egituren antzekotasun handia adierazten du. Egitura-ezaugarri honek petrolio-koke grafitizatuari eroankortasun elektriko eta termiko bikaina erakustea ahalbidetzen dio.
Mikrokristalinoen parametroak: X izpien difrakzioa erabiliz, grafitizatutako petrolio-kokearen mikrokristalen geruzen arteko tartea (d₀₀₂), geruza-diametroaren batez bestekoa (Lₐ) eta pilatze-altuera (Lc) bezalako parametroak kalkula daitezke. Parametro hauek mikrokristalen tamaina eta antolamendua islatzen dituzte eta grafitizazio-maila ebaluatzeko adierazle garrantzitsu gisa balio dute.
II. Grafitizazio Prozesuaren Efektuak
Trantsizioa egoera amorfotik kristalinora: Grafitizatu aurretik, petrolio-kokearen karbono-egitura amorfoa da, "distantzia luzeko desordenatua, distantzia laburrean ordenatua" den material-egitura batek ezaugarritzen duena. Grafitizazio-tratamenduaren bidez (normalean 2500 °C-tik 3000 °C-ra bitarteko tenperatura altuetan egiten dena), karbono amorfoa pixkanaka hiru dimentsioko grafito-kristal-egitura ordenatu batean eraldatzen da.
Mikrokristalitoen tamaina handitzea: Grafitizazioan zehar, karbono sareko malutaren batez besteko lodiera (Lc) eta zabalera (Lₐ) handitzen dira, eta geruzen arteko tartea (d) txikitzen da. Horren ondorioz, mikrokristalitoen tamaina handitzen da eta kristal-egitura perfektuagoa lortzen da.
Erresistentziaren murrizketa: Grafitizazio-maila handitzen den heinean, grafitizatutako petrolio-kokearen erresistentzia nabarmen gutxitzen da. Hau da, grafitizazioan zehar, karbono atomoen antolamendua ordenatuagoa bihurtzen delako, elektroiak geruza-planoetan libreago mugitzeko aukera emanez, eta horrela eroankortasun elektrikoa hobetuz.
III. Mikroegituraren eta propietateen arteko erlazioa
Eroankortasun elektrikoa: Grafitutako petrolio-kokearen kristal-egiturak elektroiak geruza-planoetan libreki mugitzea ahalbidetzen du, eta horrek eroankortasun elektriko bikaina ematen du. Propietate honek grafitutako petrolio-kokea oso aplikagarria bihurtzen du elektrodo-materialetan eta gehigarri eroaleetan.
Eroankortasun termikoa: Geruzak lotzen dituzten van der Waals indarrak direla eta, beroa azkar transferi daiteke geruza-planoen barruan. Ondorioz, petrolio-koke grafitizatuak eroankortasun termiko ona ere erakusten du, eta horrek egokia egiten du beroa xahutzeko materialak eta beste aplikazio batzuk fabrikatzeko.
Ezaugarri mekanikoak: Grafitutako petrolio-kokearen kristal-egiturak erresistentzia mekaniko jakin bat ematen dio. Hala ere, material metalikoekin alderatuta, geruza-egiturak geruzen arteko lotura ahulagoa eragiten du, eta horrek flexio- eta konpresio-erresistentzia nahiko txikiagoak eragiten ditu. Errendimendu-ezaugarri honek grafititutako petrolio-kokeari aplikazio-abantaila ematen dio presio jakin batzuk jasan behar dituen baina erresistentzia handirik behar ez duen egoeretan.
Argitaratze data: 2025eko abuztuak 28