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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,可膨胀石墨批发,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。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。

在通过超声氧化制备可膨胀石墨的过程中,对阳极氧化电解液进行超声振动。超声振动时间与阳极氧化时间相同。由于超声波在电解液上的振动有利于阴极和阳极的极化,因此阳极氧化速度加快,氧化时间缩短。气相扩散法将石墨和插层应用于真空密封管的两端,加热插层端,并利用两端之间的温差形成必要的反应压差,从而插层以小分子状态进入片状石墨层之间,从而产生可膨胀石墨。用这种方法生产的可膨胀石墨的层数可以控制,但其生产成本很高。

可膨胀石墨的应用
密封材料混合原料高碳石墨、浓l硫酸、浓硝l酸进行氧化处理,热处理后再次按压成型。制备的柔性石墨是新型高l性能密封材料,是原地生长的纳米材料。与石棉橡胶等传统密封材料相比,具有压缩性、弹性、自粘性等优良性能,可在高温、高腐蚀等恶劣工作条件下长期使用。用它制作的石墨板材、密封部件广泛应用于航天航空、机械、电子、核能、石化、电力、船舶、冶炼等产业。可膨胀石墨具有轻质、导电、导热、高温、耐酸碱腐蚀、弹性、润滑性、可塑性、化学稳定性等优良特性。

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