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可膨胀石墨的杂质元素研究

2020-11-09 17:24:44

可膨胀石墨通常含有千分之几到百分之几的杂质元素,大约有20多种。这些杂质元素中,除硅、铁、钙等少数元素外,多数是含量在万分之一以下的微量元素。这些元素是以吸附的形式或组成层间化合物的形式存在于石墨的间隙之中。

可膨胀石墨

具体哪些杂质对可膨胀石墨及其制品的性能有利,哪些杂质对可膨胀石墨及其制品的性能不利,到目前为止,还没有完全研究清楚。一些研究表明,有些杂质如硼、银、鳞的存在,有利于石墨优良性能的发挥,但大多数微量元素对石墨性质的影响还有待进一步研究。

还有研究表明,杂质的存在仅影响石墨膨胀工艺过程中的酸处理,即形成层间化合物的过程,在此之后,各种杂质的存在对膨胀并无大的影响。可膨胀石墨专业生产可膨胀石墨,品质优良,欢迎来厂参观了解。

可膨胀石墨的热处理

可膨胀石墨热处理的目的是促使层间化合物热分解,借分解产生的推力,把层间距离拉大,已达到膨胀的效果。但此时既要防止石墨的高温氧化,又要避免粉碎性膨胀。因为前者会造成石墨的损失,后者会降低密封材料的强度。影响热处理的因素由温度、湿度、时间及层间化合物的性质等。

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可膨胀石墨的形成机理

天然鳞片石墨晶体具有很好的层状结构,每层的碳原子以sp2杂化的q键与邻近的三个碳原子之间形成牢固的共价键,排列成六角形网状平面结构。同时,每个碳原子还以一个p电子形成一个大π键,这样平面内碳原子结合牢固,而层与层之间的碳原子以微弱的范瓦耳斯力相结合,这种层状结构使碳原子层与层之间距离较大。因此,在一定条件下,一些离子化势小的碱金属和电子亲和能大的酸、卤素、卤化物等容易插入石墨层间,使石墨层间失去较活泼的电子而被氧化形成石墨层间化合物,即可膨胀石墨。

同时,在石墨c轴方向形成超点阵。可膨胀石墨在瞬间高温作用下,层间化合物急剧分解和气化,产生一种沿c轴方向的推力,在推力作用下可膨胀石墨迅速膨胀几十倍甚至数百倍。膨胀后的石墨呈蠕虫状大小在零点几毫米到几毫米之间,内部具有大量独特的网络状微孔结构,即所谓的“石墨蠕虫”。

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