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膨胀石墨的是什么意思、读音,膨胀石墨的结构与性质

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膨胀石墨的是什么意思、读音,膨胀石墨的结构与性质

对膨胀石墨而言,一级膨胀还不能对物质的性质产生明显的影响,还需要将化学处理后的石墨再进行高温膨胀,这就是二级膨胀。石墨在湿式氧化时,反应是在石墨晶体某些特定区域里发生的,在边缘区域里发生的反应,往往容易引起石墨晶体的破坏,但在石墨层间形成层间化合物的反应,即可保留层状结构,又可增加层间距离,还可改善某些性质。膨胀石墨就是将天然石墨经特定的化学处理,使其形成某种层间化合物,再经高温热处理,使层间化合物分解,并有气体生成,从而产生较大的推力,使石墨沿C轴得到急速膨胀,结果形成一种具有优良柔韧性的物质,通常叫膨胀石墨或称柔性石墨,其外形像“毛毛虫”,俗称“蠕虫”。“蠕虫”愈粗愈长,制成的密封材料的质量也愈好。

要得到高质量的“蠕虫”,与许多因素有关。例如原料的质量,化学处理剂的配方、浓度、处理条件;膨胀温度、速度、时间,样品的温度、膨胀方式等等,总之,最关键的因素是化学处理和热膨胀两项。

采用不同配比的混合液作处理剂,将天然石墨进行一级膨胀,然后再在高温进行二级膨胀,堆积密度变小,结果使石墨的密度从原来的1.08/克cm3,降至0.002~0.003克/cm3,石墨的体积急速增大至原来的几十至几百倍。结果材料变得既轻,又松且柔。

在高倍数的显微镜下观察,膨胀石墨与天然石墨有明显的差距。

综上所述,从结构角度看,膨胀石墨是一种既具有天然石墨的层状晶格,又具有大量“橡皮船”式结构单元的特殊物质。正是这种特殊结构,给膨胀石墨材料带来一系列优良的性能。

1、膨胀石墨撑开的平面层会自动蜷曲,力求变成球形以减少体系的自由能,结果就形成许多封闭的或半封闭的小球体。当支撑密封材料时,它们又彼此牵搭,扭结在一起,从而形成整个材料的疏松多孔的网状结构,这就是材料具有优良的柔韧性、回弹性、可塑性、密封性和低密度等等性质的主要原因。

2、石墨膨胀后,体积极大地增加,体系的表面积增大,表面自由能增高,物质的吸附性能增强,所以它能在不加任何粘结剂的情况下,加压自粘成型和成材,同时表面吸附的空气和水分子数目增多,表面形成氧化膜,于是提高了材料在使用时的润滑性能,故在实际使用中减少摩擦功耗,而又显著的节能效果。

综上所述,膨胀石墨一方面保留了天然石墨的耐高温、耐腐蚀、耐辐射,自润滑性以及微晶的各向异性等等性质;另一方面又新增添了柔韧性、回弹性、可塑性、密封性、自粘性、低密度以及宏观材料的各向异性等等性质。

膨胀石墨作为密封材料具有许多优良特性,但最主要的缺点是机械强度比较低,这是国内外都在努力研究解决的一个问题。要提高材料的强度,首先要弄清楚该材料强度不高的原因。

从本质上讲,材料的强度决定于原子及分子间结合力的大小。晶体的断裂,一般有两种方式:一是原子间分离造成的脆性断裂。脆性断裂都是沿晶体的解理面进行的;二是晶体的切变破坏,即某些晶面沿一定方向相对滑移,由此而产生塑性变形以致断裂。对膨胀石墨而言,后者是主要原因。

综上所述,欲提高材料强度的途径有二:

(1)设法消除或减少材料结构上的缺陷、裂纹和孔洞,在于形成较多的比较粗大的“橡皮船”式结构。

(2)在材料的晶体结构中,设法造成各种障碍,阻止位错运动,减少切变破坏。可在膨胀石墨中掺入其他物质,造成位错障碍。

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