grafitoidaan

Grafitoidaan tarkoittaa hiilien ja hiilivetyperäisten materiaalien järjestymisprosessia, jossa atomit asettuvat grafiittiseksi rakenteeksi. Grafiitti on kerroksellinen allotrooppinen hiili, jossa hiiliatomit muodostavat vahvistetun, kuusikulmikkaan verkoston ja kerrokset ovat heikosti kiinnittyneet toisiinsa. Grafitoituminen voi tapahtua sekä keinotekoisesti teollisissa prosesseissa että luonnonmetamorfiassa.

Käytännössä grafitoituminen tapahtuu korkean lämpötilan ja usein paineen vallitessa. Teollisuudessa hiilipohjaiset esiasteet, kuten koksista tai paikallisista hiiliväreistä peräisin olevat karboonit, voidaan lämpökypsyttää usein yli noin 2000–3000 °C inertissä tai vähähappisessa ympäristössä edetäkseen kohti täyden grafiittirakenteen kasvua. Joissakin prosesseissa voidaan käyttää katalyyttisiä lisäaineita nopeuttamaan järjestäytymistä. Grafitoituminen parantaa erityisesti sähkönjohtavuutta, lämpöjohtavuutta sekä mekaanisia ominaisuuksia, mikä tekee grafitoiduista materiaaleista arvokkaita elektrodeissa, keraamisissa komponenteissa ja vahvistusmateriaaleina.

Laajamittaisen grafitoitumisen todentaminen tapahtuu esimerkiksi röntgensäteily- ja Raman-spektroskopian avulla. Keskeisiä mittapuita ovat kiteyden eteneminen, kerrosten määrä ja järjestyksen gradiento; yleisimmin puhutaan grafiittimerkistä ja interlayer-ennusteista.

Luonnossa grafitoituminen esiintyy geologisten prosessien kautta, kun orgaaninen aines muuttuu grafiittiksi korkean lämpötilan ja paineen vallitessa. Grafitoituminen on siten sekä teollinen menetelmä että luonnollinen metamorfinen prosessi.

---