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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-200C到3000C。作为填料密封,可在-200C~800C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。
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更新时间:2019-01-31 20:04:14 【
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