ဂရပ်ဖစ်ဓာတ်ပြောင်းလဲမှု ကုသမှုသည် ပုံမှန်အားဖြင့် ၂၃၀၀ မှ ၃၀၀၀ ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်အထိ မြင့်မားသောအပူချိန် လိုအပ်ပြီး ၎င်း၏အဓိကမူမှာ ကာဗွန်အက်တမ်များကို မြင့်မားသောအပူချိန်အပူကုသမှုမှတစ်ဆင့် စနစ်မကျသောအစီအစဉ်မှ အစီအစဉ်တကျဂရပ်ဖစ်ပုံဆောင်ခဲဖွဲ့စည်းပုံသို့ ပြောင်းလဲခြင်းဖြစ်သည်။ အောက်တွင် အသေးစိတ်ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုတစ်ခုဖြစ်သည်။
I. ရိုးရာဂရပ်ဖစ်ဓာတ်ပြောင်းလဲမှုကုသမှုအတွက် အပူချိန်အပိုင်းအခြား
A. အခြေခံအပူချိန်လိုအပ်ချက်များ
ရိုးရာ ဂရပ်ဖစ်ဖြစ်စဉ်သည် အပူချိန်ကို ၂၃၀၀ မှ ၃၀၀၀ ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်အထိ မြှင့်တင်ရန် လိုအပ်ပြီး၊ ဤတွင်-
- ၂၅၀၀ ℃ သည် အဓိက အလှည့်အပြောင်းကာလတစ်ခုဖြစ်ပြီး ကာဗွန်အက်တမ်များ၏ အလွှာအကြား အကွာအဝေး သိသိသာသာ လျော့ကျသွားပြီး ဂရပ်ဖစ်ဖွဲ့စည်းမှုအဆင့်သည် လျင်မြန်စွာ မြင့်တက်လာသည်။
- ၃၀၀၀ ℃ ထက်ကျော်လွန်ပါက ပြောင်းလဲမှုများသည် ပိုမိုတဖြည်းဖြည်းဖြစ်လာပြီး ဂရပ်ဖိုက်ပုံဆောင်ခဲသည် ပြီးပြည့်စုံမှုသို့ ရောက်ရှိလာသော်လည်း အပူချိန်ပိုမိုမြင့်တက်လာခြင်းသည် အထွက်နှုန်းကို လျော့ကျစေသော်လည်း စွမ်းဆောင်ရည်တွင် အနည်းငယ်တိုးတက်မှုများကို လျော့နည်းစေသည်။
ခ။ ပစ္စည်းကွာခြားချက်များသည် အပူချိန်အပေါ် သက်ရောက်မှု
- အလွယ်တကူ ဂရပ်ဖစ်ဓာတ်ပြုနိုင်သော ကာဗွန်များ (ဥပမာ၊ ရေနံကိုကာကိုလာ): 1700 ℃ တွင် ဂရပ်ဖစ်ဓာတ်ပြုမှုအဆင့်သို့ ဝင်ရောက်ပြီး 2500 ℃ တွင် ဂရပ်ဖစ်ဓာတ်ပြုမှုဒီဂရီ သိသိသာသာတိုးလာသည်။
- ဂရပ်ဖစ်ဓာတ်ပြုရန်ခက်ခဲသော ကာဗွန်များ (ဥပမာ၊ အန်သရာဆိုက်): အလားတူပြောင်းလဲမှုရရှိရန် အပူချိန်မြင့်မားရန် (၃၀၀၀ ဒီဂရီစင်တီဂရိတ် နီးပါး) လိုအပ်သည်။
II. မြင့်မားသောအပူချိန်များသည် ကာဗွန်အက်တမ်စီစဉ်မှုကို မြှင့်တင်ပေးသည့် ယန္တရား
A. အဆင့် ၁ (၁၀၀၀–၁၈၀၀ ℃): ပျံ့လွင့်နိုင်သော ထုတ်လွှတ်မှုနှင့် နှစ်ဖက်မြင် အစီအစဉ်ချခြင်း
- အလီဖတ် ကွင်းဆက်များ၊ CH နှင့် C=O နှောင်ကြိုးများသည် ပြိုကွဲသွားပြီး ဟိုက်ဒရိုဂျင်၊ အောက်ဆီဂျင်၊ နိုက်ထရိုဂျင်၊ ဆာလဖာနှင့် အခြားဒြပ်စင်များကို မိုနိုမာများ သို့မဟုတ် ရိုးရှင်းသော မော်လီကျူးများ (ဥပမာ၊ CH₄၊ CO₂) ပုံစံဖြင့် ထုတ်လွှတ်သည်။
- ကာဗွန်အက်တမ်အလွှာများသည် နှစ်ဘက်မြင်မျက်နှာပြင်အတွင်း ကျယ်ပြန့်လာပြီး၊ မိုက်ခရိုခရစ္စတယ်လင်းအမြင့်သည် 1 nm မှ 10 nm အထိ တိုးလာသော်လည်း၊ အလွှာအကြား stacking သည် အများအားဖြင့် မပြောင်းလဲပါ။
- အပူပေးဖြစ်စဉ် (ဓာတုဗေဒ ဓာတ်ပြုမှုများ) နှင့် အပူထုတ်ဖြစ်စဉ် (မိုက်ခရိုပုံဆောင်ခဲ နယ်နိမိတ် ပျောက်ကွယ်သွားခြင်းမှ အပြန်အလှန် စွမ်းအင် ထုတ်လွှတ်ခြင်းကဲ့သို့သော ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ လုပ်ငန်းစဉ်များ) နှစ်မျိုးလုံး တစ်ပြိုင်နက် ဖြစ်ပေါ်သည်။
B. အဆင့် ၂ (၁၈၀၀–၂၄၀၀ ℃): သုံးဖက်မြင် အစီအစဉ်ချခြင်းနှင့် စပါးနယ်နိမိတ် ပြုပြင်ခြင်း
- ကာဗွန်အက်တမ်များ၏ အပူတုန်ခါမှုကြိမ်နှုန်းများ မြင့်တက်လာခြင်းက ၎င်းတို့အား အနည်းဆုံး အခမဲ့စွမ်းအင်မူဖြင့် ထိန်းချုပ်ထားသော သုံးဖက်မြင်အစီအစဉ်များအဖြစ်သို့ ကူးပြောင်းစေသည်။
- ပုံဆောင်ခဲ မျက်နှာပြင်များပေါ်ရှိ နေရာရွေ့ပြောင်းမှုများနှင့် အမှုန်အမွှားနယ်နိမိတ်များသည် တဖြည်းဖြည်း ပျောက်ကွယ်သွားပြီး X-ray diffraction spectra များတွင် ချွန်ထက်သော (hko) နှင့် (001) မျဉ်းများ ပေါ်လာခြင်းဖြင့် သက်သေပြကာ သုံးဖက်မြင် အစီအစဉ်တကျ စီစဉ်ထားသော အစီအစဉ်များ ဖွဲ့စည်းခြင်းကို အတည်ပြုသည်။
- မသန့်စင်သော အရာအချို့သည် ကာဗိုက် (ဥပမာ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်) ကို ဖွဲ့စည်းပေးပြီး၊ ၎င်းတို့သည် အပူချိန်မြင့်မားသောအခါ သတ္တုအငွေ့များနှင့် ဂရပ်ဖိုက်အဖြစ် ပြိုကွဲသွားကြသည်။
ဂ။ အဆင့် ၃ (၂၄၀၀ ℃ အထက်): စပါးစေ့ကြီးထွားမှုနှင့် ပြန်လည်ပုံဆောင်ခဲဖြစ်စေခြင်း
- အမှုန်အမွှားအတိုင်းအတာများသည် a-ဝင်ရိုးတစ်လျှောက် ပျမ်းမျှ 10–150 nm နှင့် c-ဝင်ရိုးတစ်လျှောက် အလွှာပေါင်း 60 ခန့် (20 nm ခန့်) အထိ တိုးလာသည်။
- ကာဗွန်အက်တမ်များသည် အတွင်းပိုင်း သို့မဟုတ် မော်လီကျူးများအကြား ရွှေ့ပြောင်းမှုမှတစ်ဆင့် ကွက်တိပြန်လည်ပြုပြင်မှုကို ဖြတ်သန်းကြပြီး ကာဗွန်ဒြပ်စင်များ၏ ရေငွေ့ပျံနှုန်းသည် အပူချိန်နှင့်အတူ အဆပေါင်းများစွာ မြင့်တက်လာသည်။
- အစိုင်အခဲအဆင့်နှင့် ဓာတ်ငွေ့အဆင့်များအကြား တက်ကြွသောပစ္စည်းဖလှယ်မှု ဖြစ်ပေါ်ပြီး အလွန်စနစ်တကျ စီစဉ်ထားသော ဂရပ်ဖိုက်ပုံဆောင်ခဲဖွဲ့စည်းပုံကို ဖွဲ့စည်းစေသည်။
III. အထူးလုပ်ငန်းစဉ်များမှတစ်ဆင့် အပူချိန် အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင်ပြုလုပ်ခြင်း
က. ဓာတ်ကူပစ္စည်းဖြင့် ဂရပ်ဖစ်ဖြစ်စဉ်
သံ သို့မဟုတ် ferrosilicon ကဲ့သို့သော catalyst များထည့်သွင်းခြင်းသည် graphitization အပူချိန်များကို 1500–2200 ℃ အထိ သိသိသာသာ လျှော့ချပေးနိုင်ပါသည်။ ဥပမာအားဖြင့်-
- Ferrosilicon catalyst (ဆီလီကွန်ပါဝင်မှု ၂၅%) သည် အပူချိန်ကို ၂၅၀၀–၃၀၀၀ ℃ မှ ၁၅၀၀ ℃ အထိ လျှော့ချနိုင်သည်။
- BN ဓာတ်ကူပစ္စည်းသည် ကာဗွန်ဖိုက်ဘာများ၏ ဦးတည်ချက်ကို မြှင့်တင်ပေးနေစဉ်တွင် အပူချိန်ကို 2200 ℃ အောက်သို့ လျှော့ချနိုင်သည်။
B. အလွန်မြင့်မားသော အပူချိန်ရှိ ဂရပ်ဖစ်ဖွဲ့စည်းခြင်း
နျူကလီးယားအဆင့်နှင့် အာကာသယာဉ်အဆင့် ဂရပ်ဖိုက်ကဲ့သို့သော မြင့်မားသောသန့်စင်မှုအသုံးချမှုများအတွက် အသုံးပြုသည့် ဤလုပ်ငန်းစဉ်သည် ထုတ်ကုန်များတွင် မျက်နှာပြင်အပူချိန် 3200 ℃ ကျော်ရရှိရန်အတွက် အလတ်စားကြိမ်နှုန်း induction အပူပေးခြင်း သို့မဟုတ် plasma arc အပူပေးခြင်း (ဥပမာ၊ argon plasma core အပူချိန် 15,000 ℃ ရောက်ရှိခြင်း) ကို အသုံးပြုသည်။
- ဂရပ်ဖစ်ဓာတ်ဖြစ်ပေါ်မှုအဆင့်သည် 0.99 ထက်ကျော်လွန်ပြီး မသန့်စင်မှုပါဝင်မှု အလွန်နည်းပါးသည် (ပြာပါဝင်မှု < 0.01%)။
IV. ဂရပ်ဖစ်ဖွဲ့စည်းမှုအကျိုးသက်ရောက်မှုများအပေါ် အပူချိန်၏ သက်ရောက်မှု
က. ခုခံမှုနှင့် အပူစီးကူးမှု
ဂရပ်ဖစ်ဖြစ်စဉ်ဒီဂရီ ၀.၁ တိုးလာတိုင်း ခုခံမှု ၃၀% လျော့ကျသွားပြီး အပူစီးကူးမှု ၂၅% တိုးလာပါတယ်။ ဥပမာအားဖြင့် ၃၀၀၀ ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်တွင် ဓာတ်ပြုပြီးနောက် ဂရပ်ဖိုက်၏ ခုခံမှုသည် ၎င်း၏ မူလတန်ဖိုး၏ ၁/၄–၁/၅ အထိ ကျဆင်းသွားနိုင်ပါတယ်။
ခ။ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများ
မြင့်မားသော အပူချိန်များသည် ဂရပ်ဖိုက်၏ အလွှာအကြား အကွာအဝေးကို အကောင်းဆုံးတန်ဖိုးများ (0.3354 nm) အထိ လျော့ကျစေပြီး၊ အပူရှော့ခ်ခံနိုင်ရည်နှင့် ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ တည်ငြိမ်မှုကို သိသိသာသာ မြှင့်တင်ပေးသည် (50%–80% ၏ မျဉ်းဖြောင့်ချဲ့ထွင်မှုကိန်းဂဏန်း လျှော့ချမှုဖြင့်)၊ တစ်ချိန်တည်းမှာပင် ချောဆီနှင့် ယိုယွင်းပျက်စီးမှုခံနိုင်ရည်ကိုလည်း ပေးစွမ်းသည်။
ဂ။ သန့်ရှင်းစင်ကြယ်မှု မြှင့်တင်ခြင်း
၃၀၀၀ ℃ တွင်၊ သဘာဝဒြပ်ပေါင်း ၉၉.၉% ရှိ ဓာတုနှောင်ကြိုးများသည် ပြိုကွဲသွားပြီး၊ မသန့်စင်မှုများကို ဓာတ်ငွေ့ပုံစံဖြင့် ထုတ်လွှတ်ပြီး ထုတ်ကုန်သန့်စင်မှု ၉၉.၉% သို့မဟုတ် ထို့ထက်ပို၍ ရရှိစေပါသည်။
ပို့စ်တင်ချိန်: စက်တင်ဘာ-၁၁-၂၀၂၅