흑연은 특정 조건, 특히 고온의 공기에 노출되면 수축하여 산화와 두께 감소로 이어질 수 있습니다. 하지만 불활성 분위기에서 열처리를 하면 흑연이 더 강해지고 기계적 강도가 높아질 수 있습니다.
산화와 수축:
흑연은 산소에 민감하며 고온의 공기에 노출되면 약 500°C(932°F)에서 산화가 시작됩니다. 이 산화 과정은 특정 조건에서 하루에 최대 1%까지 급격한 질량 손실을 초래할 수 있습니다. 이러한 조건에 반복적으로 노출되면 흑연의 두께가 줄어들어 결국 구조적 고장으로 이어질 수 있습니다. 이러한 수축은 흑연 구조를 분해하는 산소와 재료의 직접적인 상호 작용의 결과입니다.열처리 및 강화:
반대로 흑연을 불활성 분위기에서 가열하면 흑연화라는 과정을 거치는데, 이 과정에서 탄소 원자 구조가 무질서한 상태에서 순수한 흑연의 완벽한 3D 결정으로 변합니다. 이 과정에서 흑연을 최대 3000°C까지 가열하면 그래핀 분자의 작은 영역이 성장하고 정렬되어 더 크고 곧은 층이 만들어집니다. 이러한 정렬과 성장은 흑연의 기계적 강도를 향상시켜 온도가 높아질수록 더 강해집니다. 상온에서 발생하는 내부 응력은 공정 온도가 상승함에 따라 감소하여 기계적 강도를 더욱 높이는 데 기여합니다.
디자인 및 기능에 미치는 영향:
