SLEDOVANIE VPLYVU TECHNOLOGICKÝCH PARAMETROV NA VLASTNOSTI ELEKTROGRAFITU

Ľ. Čaplovič¹

¹Katedra materiálového inžinierstva, Materiálovotechnologická fakulta, Slovenská technická univerzita, 917 24 Trnava, Slovenská republika

Výsledné kvalitatívne ukazovatele elektrografitu určuje okrem vlastností vstupných surovín (sadze, koks, smola a drevené piliny) aj technológia ich výroby. Medzi najdôležitejšie technologické operácie patrí vypaľovanie a grafitizácia. V snahe podrobnejšie preskúmať jednotlivé fázy prípravy elektrografitu sa uskutočnili rozsiahle merania vlastností východiskových komponentov (koks a sadze), ako aj fyzikálnych charakteristík konečných produktov (mikroštruktúrna homogenita, tvrdosť, pevnosť, tepelná vodivosť a merný elektrický odpor). Hľadal sa súvis medzi nameranými vlastnosťami a výškou teploty grafitizácie, ktorá výrazne vplýva na stupeň grafitizácie. Na jeho určenie sa použila rtg. difrakčná analýza meraním medzirovinnej vzdialenosti d₀₀₂ grafitických vrstiev, ktorá je rovná polovičnej hodnote parametra c hexagonálnej mriežky grafitu. Stupeň grafitizácie G reprezentuje objemovú frakciu trojrozmerného grafitického uloženia v uhlíkovom materiáli, ktorá má nehomogenitu v pravideľnosti usporiadania, alebo odchýľku v medzirovinnej vzdialenosti. Na stupeň grafitizácie má vplyv aj veľkosť štruktúrnych napätí. S ich poklesom stupeň grafitizácie stúpa [1]. Na kvantifikáciu stupňa grafitizácie G sa používa vzťah:

kde 0,344 je medzirovinná vzdialenosť látky s úplne neusporiadanou štruktúrou [nm] a 0,3354 je medzirovinná vzdialenosť monokryštálu grafitu [nm].

Všetky merania stupňa grafitizácie sa uskutočnili na rtg. difraktometri PHILIPS PW 1710 l_CoKa=0,179021 nm, so sekundárnym monochromátorom a v krokovom režime 0,1° 2Q / 5 s.

Ako vyplynulo z nameraných hodnôt v teplotnom intervale grafitizácie 2200 až 2650°C existuje medzi stupňom grafitizácie hodnotených elektrografitov a ich fyzikálnymi vlastnosťami (pevnosť, tvrdosť a merný elektrický odpor) prevažne lineárna závislosť avšak smernica priamky závisí od ich zloženia a spôsobu výroby. Na obr.1 je dokumentovaný priebeh závislosti merného elektrického odporu od stupňa grafitizácie. Obr. 2 znázorňuje difrakčné obrazy jednotlivých medziproduktov výroby elektrografitu, ktoré dokumentujú postupné usporiadavanie bazálnych grafitických rovín a tým znižovanie turbostratickosti.

Literatúra: [1]N. Iwashita, M. Inagaki, Relations between structural parameters obtained by x-ray powder diffraction of various carbon materials, Carbon, vol. 31, (1993), pp. 1107-1113

Obr.1 Závislosť merného elektrického odporu od stupňa grafitizácie

Obr.2 Difrakčné obrazy jednotlivých polotovarov elektrografitu