石墨化炭和难石墨化炭(graphitizable carbon and nongraphitizable carbon)

容易被石墨化的炭质材料和极难或不可能石墨化的炭质材料。在自然界，炭主要以金刚石、石墨和无定形碳三种形态存在，无定形碳的种类很多，如石油焦、沥青焦、冶金焦、骨炭、木炭、纤维紊炭、各种煤炭和炭黑等。这些无定形碳在高温下有的容易石墨化，有的很难石墨化甚至不可能被石墨化，许多研究炭素材料的学者把容易石墨化的无定形碳称为易石墨化炭(或称可石墨化炭)，而把那些在很高温度下仍然难以石墨化的炭称为难石墨化炭(或称不可石墨化炭)。石油焦、沥青焦都是易石墨化炭，而骨炭、木炭、纤维素炭和炭黑等都是难石墨化炭，无烟煤和冶金焦在两者之间。易石墨化炭的母体有机物在炭化过程中一般是在400～500℃左右经过熔融状态，由于液态流动容易导致碳的大分子团接近互相平行，易石墨化炭的结构模型见图l所示，这种情况下生成的无定形碳有流动纹路或条纹状外观，破碎时变成薄片或长条状，而大体上呈互相平行的一组组碳的大分子团在石墨化的高温下容易经过进一步排列成石墨晶格结构(大分子团的层面间距接近天然石墨的层面间距)。

难石墨化炭的初始材料在炭化时。一般不经过熔融阶段，虽然难石墨化炭也具有若干接近平行的碳的大分子团，但接近平行的大分子团之间有许多微小的孔隙，微小孔隙的数量可达总体积的20％～50％。这种微小孔隙可以看成是由邻接平行碳的大分子团层面之间生产交叉结合而引起的，这种交叉结合即使经过石墨化的高温也仍然保留着，妨碍邻接的碳的大分子团直接接触，由于各层面状的大分子团又互相杂乱取向，阻碍炭的石墨化所必须的层面状大分子团的接近，层面间距远大于石墨晶格的层面间距，图2为难石墨化炭的结构模型。炭黑是一种典型的难石墨化炭，炭黑是液态或气态的炭氢化合物在不完全燃烧或热分解过程中产生的，在显微镜下观察炭黑的形态几乎完全呈圆球形结构，炭黑本身可看成是高度聚合的缩聚烃，含有1％～8％的氢，在炭黑的表面是由3～4层平面层团与表面成切线方向排列着，图3为炭黑的结构模型示意图。