Princippet om kulstofgrafit omfatter hovedsageligt dets dannelsesproces og fysiske og kemiske egenskaber.
Dannelsesprincip
Dannelsen af kulstofgrafit opnås hovedsageligt ved højtemperaturbehandling af kulstofmaterialer. Under høje temperaturer omarrangeres og kombineres kulstofatomer, og de skifter fra uordnet struktur til ordnet lagdelt struktur for at danne grafit. Den specifikke proces omfatter følgende trin:
Isoler luft og forstærk varme: Opvarm kulstofelementet ved høj temperatur for at undgå oxidationsreaktion.
Karbidomdannelsesmekanisme: Kulstofmateriale danner karbid med forskellige mineraler og nedbrydes derefter til metaldamp og grafit ved høj temperatur. Disse mineraler fungerer som katalysatorer i grafitiseringsprocessen.
Omkrystallisationsteori: Der er ekstremt små grafitkrystaller i kulstofråmaterialet. Under høj temperatur svejses disse krystaller sammen af kulstofatomernes unikke karakter for at danne større grafitkrystaller.
Mikrokrystalvækstteori: Under påvirkning af varme gennemgår polycykliske aromatiske forbindelser en række pyrolysereaktioner og genererer til sidst enorme aggregater af plane molekyler, der danner et tilfældigt stablet hexagonalt carbonnetværksplan, det vil sige mikrokrystaller.
Fysiske og kemiske egenskaber
Grafit er en allotrop af carbon, hvor hvert carbonatom er forbundet med tre andre carbonatomer med kovalente bindinger. Hvert kulstofatom beholder stadig en fri elektron til at overføre ladning, så grafit kan lede elektricitet. Det har stabile kemiske egenskaber, er korrosionsbestandigt og er ikke let at reagere med syrer, baser og andre midler. Grafittens krystalstruktur er lagdelt og sammensat af mange sekskanter, hvilket gør at den har god ledningsevne og smøreevne.
