석유코크스와 같은 코크스 물질을 흑연으로 변환할 수 있는 이유는 무엇이며, 변환하려면 어떤 조건이 필요합니까? 이 문제를 이해하는 것은 흑연 시트의 흑연화 생산 공정을 익히는 데 도움이 됩니다.
흑연은 결정질 탄소인 반면, 일반 석탄은 비정질 탄소- 비정질 탄소입니다. 여기서는 둘 사이의 미세 구조의 차이점을 추가로 소개합니다.
천연흑연을 전자현미경으로 관찰하면 흑연은 탄소 원자 사이에 육각형 고리- 모양의 시트가 다층으로 적층된 결정체임을 알 수 있습니다. 이 결정의 층상체의 중간층 사이에는 일정한 배열 순서가 있습니다. 라멜라체 상층의 육각고리의 한쪽 모서리는 인접하는 라멜라체층의 육각고리의 중심에 위치한다. 첫 번째 레이어는 세 번째 레이어와 완전히 대칭이고, 두 번째 레이어는 네 번째 레이어와 완전히 대칭입니다. 인접한 레이어는 서로 완전히 대칭입니다. 거리는 3.354옹스트롬입니다(참고 옹스트롬은 가시광선 파장의 파장을 측정하는 단위로, 1억분의 1센티미터, 즉 A=10_8센티미터에 해당합니다). 시트 본체의 각 육각형 고리 구조에서 인접한 두 탄소 원자 사이의 거리는 1.42옹스트롬입니다.
화학적 관점에서 석유코크스, 피치코크스와 같은 쉽게 흑연화되는 탄소는 방향족 탄화수소 축합 고리를 기본 구조 단위로 하는 복잡한 유기 고분자 화합물입니다. 코킹 온도가 다르기 때문에 이러한 고분자 화합물의 분자량도 다릅니다.
이들은 코킹 온도가 높을수록 분자량이 커지는 공통적인 특성을 갖고 있으며, 방향족 탄화수소 축합고리를 기본 구조단위로 하는 고분자화합물은 거대분자를 형성할 때 먼저 평면방향으로 발달한다. 소성온도에서는 방향족탄화수소 축합고리를 기본구조단위로 하는 고분자화합물은 계속해서 면방향으로 합쳐지지만 분자량은 점점 커지며 수소, 산소, 질소 등의 원소는 점차 감소한다.
그러나 많은 평면 거대분자 사이에는 규칙적으로 겹치는 배열이 없습니다. 일부는 이미 배열 상태에 진입하고 있지만 평면형 거대분자는 층간 거리가 넓어 천연 흑연의 물리적 성질을 나타내지 못한다.