石墨确实会受热影响,主要是通过氧化和改变其结构特性。在高温下暴露于空气中时,石墨会发生氧化,从 500°C 左右开始,质量会显著下降。随着时间的推移,这种氧化会导致结构失效。不过,在真空或惰性气体环境等受控条件下,石墨可以承受高达 3000°C 的超高温,在此期间,石墨的特性可以通过一种称为石墨化的过程得到增强。
石墨在高温下的氧化:
石墨对氧气很敏感,当暴露在 500°C 左右的空气中时就会开始氧化。这种氧化过程可能相当迅速,在某些条件下每天可能损失高达 1%的质量。反复暴露在这种条件下会导致石墨厚度下降,最终导致结构失效。这种对氧化的敏感性限制了石墨在高温露天环境中的实际应用。石墨化和性能增强:
为提高石墨的性能,可在高达 3000°C 的惰性气氛中对石墨进行热处理。这一过程称为石墨化,包括碳原子从无序状态重新排列为更有序的晶体结构。原始碳材料中含有石墨烯分子的小域,在热处理过程中,这些小域不断生长和排列,从而形成更大、更均匀的石墨烯层。这种转变提高了材料的性能,使其更适合高温应用。
机械强度和热性能: