針狀焦炭相

針狀焦炭相（carbon micrographs of needle coke）是指針狀焦的顯微結構。針狀焦是由精製的石油焦或煤焦油瀝青（脫除雜質和原生喹啉不溶物）經延遲焦化以及高溫煅燒而製得。針狀焦層狀結構明顯，紋理為流線狀，破碎後顆粒呈細長針狀，故稱為針狀焦。針狀焦從巨觀形態到微觀結構都具有顯著的各向異性，其分子結構已具相當程變的有序排列，具有良好的可石墨化性。

基本介紹

• 中文名：針狀焦炭相
• 外文名：carbon micrographs of needle coke
• 學科：冶金工程
• 領域：能源
• 範圍：冶煉
• 釋義：針狀焦的顯微結構

簡介

針狀焦炭相（carbon micrographs of needle coke）是指針狀焦的顯微結構。針狀焦是由精製的石油焦或煤焦油瀝青（脫除雜質和原生喹啉不溶物）經延遲焦化以及高溫煅燒而製得。針狀焦層狀結構明顯，紋理為流線狀，破碎後顆粒呈細長針狀，故稱為針狀焦。針狀焦從巨觀形態到微觀結構都具有顯著的各向異性，其分子結構已具相當程變的有序排列，具有良好的可石墨化性。

偏光顯微鏡下的針狀焦

在偏光顯微鏡下觀察針狀焦，平行與纖維方向的任一斷面大部分結構呈各向異性的流線狀（圖1），其針狀流線型結構寬度一般小於10μm，此外也有小部分各向異性很強的區域型片狀結構。針狀焦的流線狀顯微結構的形成是石油渣油或煤瀝青在液相炭化過程中所產生的的中間相液晶球體解體變形產生的，此時在穿流氣泡滲透和氣相剪下力作用下，塑性中間相球體產生重新排列和擴張、強烈的變形，形成流線狀纖維型結構。與纖維方向垂直斷面是各向異性的鑲嵌結構。生針狀焦經煅燒處理，偏光顯微鏡下消光輪廓更為明顯，條理清楚，且出現較大量的煅後微裂紋和裂縫。

圖1

針狀焦的構造特徵

針狀焦中除上述流線狀和區域型結構外還夾雜有球形或類球形的顆粒，其直徑可達20-50μm，這些形態可能是球形中間相或初步合併的復球，未進一步合併成塊狀中間相或未變形而殘留的形態。在電鏡下觀察發現外觀針狀結構比較發達的針狀焦其總方向度非常好、針數長而直；而外觀針狀結構不明顯的針狀焦，其總方向度較差，但整體結構很緻密，針束多而明顯，針束的方向性較好。電鏡下觀察針束頭部斷面呈非常明顯的“紙卷”狀，層狀堆積整齊，“紙卷”基本上沿同一方向緊密排列，針狀焦的這種構造特徵可以認為是石墨層結晶面以纖維軸為中心的取向結構，是高定向度和高結晶度的結構。

石油系針狀焦與煤系針狀焦

石油系針狀焦與煤系針狀焦在顯微結構方面稍有差別，通常煤系針狀焦結構中各向異性單元薄層厚度比石油系針狀焦的單元薄層厚，其主要為粗纖維結構組分，焦炭含微孔和裂紋較多。