箱式爐和實驗室爐,最高可達3000°C
石墨化是了解碳材料中最基礎最重要的方法。
由于碳材料有良好的力學性能,現(xiàn)在研究和發(fā)展的方向都指向石墨化機 制。石墨化是從非晶碳轉化晶體石墨的結構變化。石墨化材料是熱解之 前,為了制成無序(無定形)碳基材。主要結構性變化發(fā)生在2000°C或更 高。熱處理后,材料通常用衍射實驗進行分析。
實驗室爐應熱處理應用的要求,在惰性氣體 條件下可以達到3000°C。實驗室爐和箱式 爐的基礎上設計出來的,這兩臺都是石墨爐。實驗室爐的溫度可以升到用戶要求的溫度。石墨化在3000°C的最大保溫時 間,典型的只持續(xù)幾分鐘。在此溫度范圍下開始石墨化的結構變化。溫 度和氣氛的控制非常重要,都是由精確控制和監(jiān)測。實驗室爐的手動 操作的版本有用于連接電腦的接口;自動操作版本是在加 熱過程中記錄所有相關數(shù)據。
為了 保護加熱元件,在爐膛裝有內膽,利用特殊的惰性氣體氣管路凈化爐 膛。建立微正壓后,使惰性氣體進入內膽,同時迫使廢氣從出口排出, 不至于留在內膽中。這樣會增加加熱元件的壽命,減少清潔的成本。
科研中常要對實驗室爐石墨化的過程進行監(jiān)控和研究,即熱處理之后,使用透射式電子顯微鏡分析樣品。因此需要準備一 片很薄的樣品放入顯微鏡,觀察其內部晶格變化。向石墨結構轉變越完全越好,加熱溫度越高更好。