గ్రాఫైటైజ్డ్ పెట్రోలియం కోక్ యొక్క సూక్ష్మ నిర్మాణం (స్ఫటిక నిర్మాణం) ఎలా ఉంటుంది?

I. స్ఫటిక నిర్మాణ లక్షణాలు

పొరల నిర్మాణం: గ్రాఫైటైజ్డ్ పెట్రోలియం కోక్ యొక్క స్ఫటిక నిర్మాణం షట్కోణ కార్బన్ అణువుల సమతల నెట్‌వర్క్‌లను కలిగి ఉంటుంది. ఈ సమతల నెట్‌వర్క్‌లు ఒకదానిపై ఒకటి పొరలుగా పేర్చబడి, ఒక విలక్షణమైన పొరల నిర్మాణాన్ని ఏర్పరుస్తాయి. ఈ పొరలు సాపేక్షంగా బలహీనమైన వాన్ డెర్ వాల్స్ బలాల ద్వారా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి, ఇవి గ్రాఫైట్‌కు కందెన గుణాన్ని మరియు అనిసోట్రోపీని ప్రసాదిస్తాయి.
లాటిస్ స్థిరాంకాలు: గ్రాఫైటైజేషన్ ప్రక్రియ తర్వాత, పెట్రోలియం కోక్ యొక్క లాటిస్ స్థిరాంకాలు (a₀ మరియు c₀) సహజ గ్రాఫైట్ యొక్క స్థిరాంకాలకు దగ్గరగా వస్తాయి, ఇది వాటి స్ఫటిక నిర్మాణాలలో అధిక స్థాయి సారూప్యతను సూచిస్తుంది. ఈ నిర్మాణ లక్షణం గ్రాఫైటైజ్ చేయబడిన పెట్రోలియం కోక్‌కు అద్భుతమైన విద్యుత్ మరియు ఉష్ణ వాహకతను ప్రదర్శించడానికి వీలు కల్పిస్తుంది.
సూక్ష్మస్ఫటిక పారామితులు: ఎక్స్-రే వివర్తనాన్ని ఉపయోగించి, గ్రాఫైటైజ్డ్ పెట్రోలియం కోక్‌లోని సూక్ష్మస్ఫటికాల యొక్క అంతరపొరల దూరం (d₀₀₂), సగటు పొర వ్యాసం (Lₐ), మరియు పేర్పు ఎత్తు (Lc) వంటి పారామితులను లెక్కించవచ్చు. ఈ పారామితులు సూక్ష్మస్ఫటికాల పరిమాణాన్ని మరియు అమరికను ప్రతిబింబిస్తాయి మరియు గ్రాఫైటైజేషన్ స్థాయిని మూల్యాంకనం చేయడానికి ముఖ్యమైన సూచికలుగా పనిచేస్తాయి.

II. గ్రాఫైటైజేషన్ ప్రక్రియ యొక్క ప్రభావాలు

నిరాకార స్థితి నుండి స్ఫటికాకార స్థితికి పరివర్తన: గ్రాఫైటైజేషన్‌కు ముందు, పెట్రోలియం కోక్ యొక్క కార్బన్ నిర్మాణం నిరాకారంగా ఉంటుంది, ఇది "దీర్ఘ-శ్రేణి క్రమరహిత, స్వల్ప-శ్రేణి క్రమబద్ధమైన" పదార్థ నిర్మాణం ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది. గ్రాఫైటైజేషన్ చికిత్స ద్వారా (సాధారణంగా 2500°C నుండి 3000°C వరకు అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద నిర్వహిస్తారు), నిరాకార కార్బన్ క్రమంగా ఒక క్రమబద్ధమైన త్రిమితీయ గ్రాఫైట్ స్ఫటిక నిర్మాణంగా రూపాంతరం చెందుతుంది.
సూక్ష్మ స్ఫటికాల పరిమాణంలో పెరుగుదల: గ్రాఫైటైజేషన్ ప్రక్రియలో, కార్బన్ లాటిస్ రేకుల సగటు మందం (Lc) మరియు వెడల్పు (Lₐ) పెరుగుతాయి, అయితే పొరల మధ్య దూరం (d) తగ్గుతుంది. దీని ఫలితంగా సూక్ష్మ స్ఫటికాల పరిమాణం పెరిగి, మరింత పరిపూర్ణమైన స్ఫటిక నిర్మాణం ఏర్పడుతుంది.
నిరోధకతలో తగ్గుదల: గ్రాఫైటైజేషన్ స్థాయి పెరిగే కొద్దీ, గ్రాఫైటైజ్డ్ పెట్రోలియం కోక్ యొక్క నిరోధకత గణనీయంగా తగ్గుతుంది. దీనికి కారణం, గ్రాఫైటైజేషన్ ప్రక్రియలో కార్బన్ అణువుల అమరిక మరింత క్రమబద్ధంగా మారడం, దీనివల్ల ఎలక్ట్రాన్లు పొర తలాలలో మరింత స్వేచ్ఛగా కదలగలుగుతాయి, తద్వారా విద్యుత్ వాహకత పెరుగుతుంది.

III. సూక్ష్మ నిర్మాణం మరియు లక్షణాల మధ్య సంబంధం

విద్యుత్ వాహకత్వం: గ్రాఫైటైజ్డ్ పెట్రోలియం కోక్ యొక్క పొరల స్ఫటిక నిర్మాణం, ఎలక్ట్రాన్‌లు పొరల తలాలలో స్వేచ్ఛగా కదలడానికి వీలు కల్పిస్తుంది, దీని ఫలితంగా అద్భుతమైన విద్యుత్ వాహకత్వం ఏర్పడుతుంది. ఈ లక్షణం గ్రాఫైటైజ్డ్ పెట్రోలియం కోక్‌ను ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాలు మరియు వాహక సంకలితాలు వంటి రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగపడేలా చేస్తుంది.
ఉష్ణ వాహకత: పొరలను కలిపే వాన్ డెర్ వాల్స్ బలాల కారణంగా, పొరల తలాల లోపల ఉష్ణం వేగంగా బదిలీ అవుతుంది. తత్ఫలితంగా, గ్రాఫైటైజ్డ్ పెట్రోలియం కోక్ మంచి ఉష్ణ వాహకతను కూడా ప్రదర్శిస్తుంది, ఇది ఉష్ణ విసర్జన పదార్థాల తయారీకి మరియు ఇతర అనువర్తనాలకు అనుకూలంగా ఉంటుంది.
యాంత్రిక లక్షణాలు: గ్రాఫైటైజ్డ్ పెట్రోలియం కోక్ యొక్క స్ఫటిక నిర్మాణం దానికి కొంత యాంత్రిక బలాన్ని అందిస్తుంది. అయితే, లోహ పదార్థాలతో పోలిస్తే, దాని పొరల నిర్మాణం కారణంగా పొరల మధ్య బంధం బలహీనంగా ఉంటుంది, ఇది సాపేక్షంగా తక్కువ వంగుడు మరియు సంపీడన బలాలకు దారితీస్తుంది. ఈ పనితీరు లక్షణం, అధిక బలం అవసరం లేకుండా కొంత పీడనాన్ని తట్టుకోవలసిన సందర్భాలలో గ్రాఫైటైజ్డ్ పెట్రోలియం కోక్‌కు ఒక అనువర్తన ప్రయోజనాన్ని ఇస్తుంది.