При нагревании графит претерпевает ряд изменений, в первую очередь связанных с окислением, структурной перестройкой и изменением механических свойств.
Окисление графита при повышенных температурах:
Графит чувствителен к кислороду и начинает окисляться при контакте с воздухом при температуре около 500°C (932°F). Этот процесс окисления может привести к быстрой потере массы, до 1 % в день при определенных условиях. Длительное воздействие воздуха при высоких температурах приводит к истончению графитового материала, что в конечном итоге приводит к разрушению структуры. Такая чувствительность к окислению ограничивает практическое применение графита на воздухе при высоких температурах и обусловливает необходимость его использования в контролируемых или инертных атмосферах.Структурные изменения в результате термообработки:
Термическая обработка графита, особенно в инертной атмосфере, может привести к значительным структурным изменениям, известным как графитизация. Этот процесс включает в себя нагрев графита до 3000°C, в результате чего неупорядоченные или дефектные углеродные структуры перестраиваются в более совершенные трехмерные кристаллы чистого графита. Слои графита, известные как графен, становятся более выровненными и крупными, улучшая общее качество и свойства графита. Такая трансформация повышает производительность материала в высокотехнологичных приложениях.
Изменение механических свойств:
Нагревание графита от комнатной температуры до высоких температур, например 2 000 °C, может привести к увеличению его механической прочности. Такое нелогичное поведение объясняется снижением внутренних напряжений в материале при повышении температуры. Этот эффект упрочнения позволяет использовать графит в более сложных областях применения, где он может выдерживать большие нагрузки и более высокие температуры без разрушения. Кроме того, это свойство позволяет создавать более компактные и эффективные системы, требующие меньшей поддержки.
Электро- и теплопроводность:
