कार्बन ग्रेफाइट के सिद्धांत में मुख्य रूप से इसकी निर्माण प्रक्रिया और भौतिक और रासायनिक गुण शामिल हैं।
गठन सिद्धांत
कार्बन ग्रेफाइट का निर्माण मुख्य रूप से कार्बन सामग्री के उच्च तापमान उपचार द्वारा प्राप्त किया जाता है। उच्च तापमान वाले वातावरण में, कार्बन परमाणु पुनर्व्यवस्थित और संयोजित होते हैं, अव्यवस्थित संरचना से व्यवस्थित स्तरित संरचना में परिवर्तित होकर ग्रेफाइट बनाते हैं। विशिष्ट प्रक्रिया में निम्नलिखित चरण शामिल हैं:
हवा को अलग करें और गर्मी को मजबूत करें: ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया से बचने के लिए कार्बन तत्व को उच्च तापमान पर गर्म करें।
कार्बाइड रूपांतरण तंत्र: कार्बन सामग्री विभिन्न खनिजों के साथ कार्बाइड बनाती है, और फिर उच्च तापमान पर धातु वाष्प और ग्रेफाइट में विघटित हो जाती है। ये खनिज ग्राफ़िटाइजेशन प्रक्रिया में उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं।
पुनर्क्रिस्टलीकरण सिद्धांत: कार्बन कच्चे माल में बेहद छोटे ग्रेफाइट क्रिस्टल होते हैं। उच्च तापमान के तहत, बड़े ग्रेफाइट क्रिस्टल बनाने के लिए इन क्रिस्टल को कार्बन परमाणुओं की विशिष्टता द्वारा एक साथ वेल्ड किया जाता है।
माइक्रोक्रिस्टल वृद्धि सिद्धांत: गर्मी की कार्रवाई के तहत, पॉलीसाइक्लिक सुगंधित यौगिक पायरोलिसिस प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला से गुजरते हैं, और अंत में प्लेनर अणुओं के विशाल एकत्रीकरण को उत्पन्न करते हैं, जो एक यादृच्छिक रूप से स्टैक्ड हेक्सागोनल कार्बन नेटवर्क प्लेन, यानी माइक्रोक्रिस्टल बनाते हैं।
भौतिक एवं रासायनिक गुण
ग्रेफाइट कार्बन का एक अपरूप है, जिसमें प्रत्येक कार्बन परमाणु सहसंयोजक बंधों द्वारा तीन अन्य कार्बन परमाणुओं से जुड़ा होता है। प्रत्येक कार्बन परमाणु चार्ज संचारित करने के लिए अभी भी एक मुक्त इलेक्ट्रॉन बरकरार रखता है, इसलिए ग्रेफाइट बिजली का संचालन कर सकता है। इसमें स्थिर रासायनिक गुण हैं, संक्षारण प्रतिरोधी है, और एसिड, क्षार और अन्य एजेंटों के साथ प्रतिक्रिया करना आसान नहीं है। ग्रेफाइट की क्रिस्टल संरचना परतदार और कई षट्भुजों से बनी होती है, जिससे इसमें अच्छी चालकता और चिकनाई होती है।
