يخضع الجرافيت للعديد من التغييرات عند تسخينه، والتي تنطوي في المقام الأول على الأكسدة والتحول الهيكلي والتغيرات في الخواص الميكانيكية.
أكسدة الجرافيت عند درجات حرارة مرتفعة:
الجرافيت حساس للأكسجين ويبدأ في التأكسد عند تعرضه للهواء عند درجات حرارة حوالي 500 درجة مئوية (932 درجة فهرنهايت). يمكن أن تؤدي عملية الأكسدة هذه إلى فقدان سريع للكتلة، بنسبة تصل إلى 1% يوميًا في ظروف معينة. ويؤدي التعرض المطول للهواء في درجات حرارة عالية إلى ترقق مادة الجرافيت، مما يؤدي في النهاية إلى فشل هيكلي. هذه الحساسية للأكسدة تحد من الاستخدام العملي للجرافيت في الهواء في درجات حرارة عالية وتستلزم استخدامه في أجواء خاملة أو خاضعة للرقابة.التغيرات الهيكلية من خلال المعالجة الحرارية:
يمكن أن تؤدي المعالجة الحرارية للجرافيت، خاصة في جو خامل، إلى تغييرات هيكلية كبيرة تعرف باسم الجرافيت. تنطوي هذه العملية على تسخين الجرافيت حتى 3000 درجة مئوية، مما يؤدي إلى إعادة ترتيب الهياكل الكربونية المضطربة أو المعيبة إلى بلورة ثلاثية الأبعاد أكثر كمالاً من الجرافيت النقي. وتصبح طبقات الجرافيت، المعروفة باسم الجرافين، أكثر اصطفافًا وأكبر حجمًا، مما يحسّن من جودة الجرافيت وخصائصه بشكل عام. ويعزز هذا التحول أداء المادة في التطبيقات عالية التقنية.
التغييرات في الخواص الميكانيكية:
يمكن أن يؤدي تسخين الجرافيت من درجة حرارة الغرفة إلى درجات حرارة عالية، مثل 2000 درجة مئوية، إلى زيادة قوته الميكانيكية. ويرجع هذا السلوك غير البديهي إلى انخفاض الضغوط الداخلية داخل المادة مع ارتفاع درجة الحرارة. ويسمح تأثير التقوية هذا باستخدام الجرافيت في التطبيقات الأكثر تطلبًا، حيث يمكنه دعم أحمال أكبر وتحمل درجات حرارة أعلى دون فشل. بالإضافة إلى ذلك، تتيح هذه الخاصية تصميم أنظمة أصغر حجماً وأكثر كفاءة تتطلب دعماً أقل.
التوصيل الكهربائي والحراري:
