可膨胀石墨的性能介绍

石墨晶体具有由碳元素组成的六角网平面层状结构。层平面上的碳原子以强有力的共价键结合，而层与层间以范德华力结合，结合非常弱，而且层间距离较大。因此，在适当的条件下，酸、碱金属、盐类等多种化学物质可插入石墨层间，并与碳原子结合形成新的化学相——石墨层间化合物(Graphite Intercalation on Compounds,简称 GIC)。这种层间化合物在加热到适当温度时，可瞬间迅速分解，产生大量气体，使石墨沿轴方向膨胀成蠕虫状的新物质，即膨胀石墨。这种未膨胀的石墨层间化合物就是可膨胀石墨。
可膨胀石墨，又称柔性石墨，是优质鳞片石墨经化学处理，高温瞬时膨胀改性而成。可膨胀石墨制备用的初始原料系高碳鳞片状石墨 ,其余化学试剂如浓硫酸(98 %以上) ,过氧化氢(28 %以上) ,高锰酸钾等均使用工业级试剂。制备的一般步骤为:在适当温度下 ,将不同配比的过氧化氢溶液、天然鳞片石墨和浓硫酸以不同的加入程序 ,在不断搅拌下反应一定时间 ,然后水洗至中性，离心分离，脱水后于 60 ℃真空干燥。可机械加工成各种密封制品。它不仅保持天然石墨原有的优良的化学性能， 而且增加了许多独特的机械性能，是一种适用范围广、密封能力强的理想密封材料。可膨胀石墨的主要性能介绍如下：


　　一、可膨胀石墨的物理性能：
1、密度：鳞片石墨的堆积密度为1.08g/cm3,膨胀石墨堆积密度为0.002～0.005g/cm3,制品密度为0.8～1.8g/cm3。所以膨胀石墨材料质量较轻又具可塑性;
2、纯度：固定碳含量在98%左右，甚至可超过99%，足以满足原子能、宇航等工业部门在高纯度密封件要求;
3、耐温：从理论上讲，膨胀石墨能承受-200C到3000C。作为填料密封，可在-200C～800C安全使用。具有低温不脆化、不老化，高温不软化、不变形、不分解的优异性能;
4、耐腐蚀：具有化学惰性，除了强氧化剂如王水、硝酸、硫酸和卤素的一些特定温度外，能适应酸、碱、盐溶液、海水、蒸汽有机溶剂等大部分介质;
5、优良的热传导性和较小的热膨胀系数，其参数接近通用密封装置对偶件材料的同一数量级，在高温、深冷和温度剧变的工况也能良好的密封;

　　二、可膨胀石墨的化学性能：
1、耐放射性：受中子射线、γ射线、α射线、β射线等长期照射而不发生明显变化;
2、不渗透性：对气体和液体具有良好的不渗透性。因为膨胀石墨的表面能很大，易形成一层极薄的气膜或液膜，阻止介质渗透;
3、自润滑性：可膨胀石墨仍保持六角形平面层状结构，外力作用下平面层之间易相对滑动而产生自润滑，有效防止轴或阀杆的磨损。可膨胀石墨具有由碳元素组成的六角网平面层状结构。层平面上的碳原子以强有力的共价键结合，而层与层间以范德华力结合，结合非常弱，而且层间距离较大。因此，在适当的条件下，酸、碱金属、盐类等多种化学物质可插入石墨层间，并与碳原子结合形成新的化学相

　　三、可膨胀石墨的机械性能：
1、柔软性：硬度很低，用普通的刀具可切割，并可任意卷绕、弯折;
2、高可压缩性和回弹性：膨胀石墨制品，微观上仍有许多可压缩的封闭的小空隙，外力作用下可被压缩，同时，因小空隙中的空气产生张力而具回弹性。石墨粉质软，黑灰色；有油腻感，可污染纸张。硬度为1～2，沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至3～5。比重为1．9～2．3。在隔绝氧气条件下，其熔点在3000℃以上，是最耐温的矿物之一。常温下石墨粉的化学性质比较稳定，不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂；材料具有耐高温导电性能，可做耐火材料，导电材料，耐磨润滑材料。
最后补充一点：可膨胀石墨所独有的遇热或高温迅速发作胀大特性，利用可膨胀石墨这一特性，可膨胀石墨可以用来制作各种防火产品，阻燃剂用可膨胀石墨就是其中一种。