पेट्रोलियम कोक जैसी कोक सामग्री को ग्रेफाइट में क्यों परिवर्तित किया जा सकता है, और रूपांतरण के लिए किन शर्तों की आवश्यकता होती है? इस समस्या को समझना ग्रेफाइट शीट की ग्रेफाइटाइजेशन उत्पादन प्रक्रिया में महारत हासिल करने के लिए शिक्षाप्रद है।
ग्रेफाइट क्रिस्टलीय कार्बन है, जबकि सामान्य कोयला अनाकार कार्बन - अनाकार कार्बन है। यहां हम दोनों के बीच सूक्ष्म संरचना में अंतर का परिचय देते हैं।
प्राकृतिक ग्रेफाइट को इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप से देखने पर पता चलता है कि ग्रेफाइट कार्बन परमाणुओं के बीच हेक्सागोनल रिंग के आकार की एक बहु-परतीय लेमिनेटेड क्रिस्टल है। इस क्रिस्टल के लैमेलर बॉडी की मध्य परतों के बीच एक निश्चित व्यवस्था क्रम होता है। लैमेलर बॉडी की ऊपरी परत में हेक्सागोनल रिंग का एक कोना लैमेलर बॉडी की आसन्न परत के हेक्सागोनल रिंग के केंद्र में स्थित होता है। पहली परत तीसरी परत के साथ पूरी तरह सममित है, और दूसरी परत चौथी परत के साथ पूरी तरह सममित है। निकटवर्ती परतें एक दूसरे के साथ पूर्णतः सममित हैं। दूरी 3.354 एंगस्ट्रॉम है (नोट एंगस्ट्रॉम दृश्य प्रकाश तरंगों की तरंग दैर्ध्य को मापने की इकाई है, जो 1 सेंटीमीटर के सौ मिलियनवें हिस्से के बराबर है, यानी ए =10_8 सेंटीमीटर)। शीट बॉडी की प्रत्येक हेक्सागोनल रिंग संरचना में दो आसन्न कार्बन परमाणुओं के बीच की दूरी 1.42 एंगस्ट्रॉम है।
रासायनिक दृष्टिकोण से, पेट्रोलियम कोक और पिच कोक जैसे आसानी से ग्राफ़िटाइज़ करने योग्य कार्बन बुनियादी संरचनात्मक इकाई के रूप में सुगंधित हाइड्रोकार्बन संघनित रिंगों के साथ जटिल कार्बनिक बहुलक यौगिक हैं। अलग-अलग कोकिंग तापमान के कारण, इन बहुलक यौगिकों के आणविक भार भी भिन्न होते हैं।
उनमें सामान्य विशेषताएं हैं, अर्थात्, कोकिंग तापमान जितना अधिक होगा, आणविक भार उतना अधिक होगा, और बुनियादी संरचनात्मक इकाइयों के रूप में सुगंधित हाइड्रोकार्बन संघनित रिंगों के साथ बहुलक यौगिक मैक्रोमोलेक्यूल्स बनाते समय सबसे पहले समतल दिशा में विकसित होते हैं। कैल्सीनेशन तापमान पर, हालांकि बुनियादी संरचनात्मक इकाई के रूप में सुगंधित हाइड्रोकार्बन संघनित वलय वाला यह बहुलक यौगिक समतल दिशा में विलीन होता रहता है, आणविक भार बड़ा और बड़ा हो जाता है, और हाइड्रोजन, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन जैसे तत्व धीरे-धीरे कम हो जाते हैं।
हालाँकि, कई समतल मैक्रोमोलेक्यूल्स के बीच कोई नियमित अतिव्यापी व्यवस्था नहीं है। हालाँकि कुछ पहले से ही एक व्यवस्था अवस्था में प्रवेश कर रहे हैं, समतल मैक्रोमोलेक्यूल्स की परतों के बीच की दूरी बड़ी है, इसलिए वे प्राकृतिक ग्रेफाइट के भौतिक गुणों को प्रदर्शित नहीं करते हैं।