雙城可膨脹石墨廠
發(fā)布時(shí)間：2023-01-16 01:31:02
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隱晶質(zhì)石墨又稱非晶質(zhì)石墨或土狀石墨，是微晶石墨的集合體，此類石墨的特點(diǎn)是表面呈土狀，缺乏光澤，潤(rùn)滑性也差。品位較高，但礦石的可選性差。人造石墨的種類也很多，如單晶石墨、多晶石墨、熱解石墨、高定向熱解石墨、聚酰亞胺合成的石墨、石墨纖維等，多數(shù)人造石墨制品屬于多晶石墨一類。人造石墨中的主要產(chǎn)品是電弧煉鋼爐及礦熱電爐使用的石墨電極，石墨電極是一種耐高溫、耐腐蝕的導(dǎo)電材料。人造石墨在其他許多工業(yè)部門也有廣泛的用途，如機(jī)械工業(yè)中電機(jī)用電刷、精密鑄造模具、電火花加工的模具及耐磨部件，化學(xué)工業(yè)中的電解槽使用的導(dǎo)電體或耐腐蝕器材，高純度及高強(qiáng)度人造石墨是核工業(yè)部門的反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料和用作導(dǎo)彈火箭的部件等。
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石墨素有黑金之稱，廣泛應(yīng)用于電子、汽車、醫(yī)藥、航空航天、海洋和核能等領(lǐng)域，是極其重要的的戰(zhàn)略性資源。天然石墨是富碳有機(jī)物在高溫高壓的地質(zhì)環(huán)境長(zhǎng)期作用下轉(zhuǎn)變而成的，是大自然的恩賜。天然石墨的工藝特性主要決定于它的結(jié)晶形態(tài)。結(jié)晶形態(tài)不同的石墨礦物，具有不同的工業(yè)價(jià)值和用途。廣義上，一切通過(guò)有機(jī)炭化再經(jīng)過(guò)石墨化高溫處理得到的石墨材料均可稱為人造石墨。而狹義上的人造石墨通常指以雜質(zhì)含量較低的炭質(zhì)原料為骨料、煤瀝青等為粘結(jié)劑，經(jīng)過(guò)配料、混捏、成型、炭化和石墨化等工序制得的塊狀固體材料，如石墨電極、等靜壓石墨等。
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石墨烯具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性，在材料學(xué)、微納加工、能源、生物醫(yī)學(xué)和藥物傳遞等方面具有重要的應(yīng)用前景，被認(rèn)為是一種未來(lái)革命性的材料。石墨烯在實(shí)際應(yīng)用于非碳材料時(shí)，是一種有利的碳基材。它應(yīng)用容易，比表面積大，使得在其表面實(shí)現(xiàn)其他活性成分的雜交和均勻散布更加容易，這也極大提高了這些成分的利用率。此外，利用石墨烯在兩個(gè)活性粒子甚至是整個(gè)電極間構(gòu)建互聯(lián)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)也是輕而易舉。這樣的網(wǎng)絡(luò)有助于提高電極的循環(huán)穩(wěn)定性。
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石墨烯令人難以置信的物理特性實(shí)際上在各種思想實(shí)驗(yàn)中被應(yīng)用。如果它能在至少一米長(zhǎng)的線程中被制造出來(lái)，一些科學(xué)家相信這些石墨烯可以被編織在一起，從而使它既足夠堅(jiān)固又足夠柔韌，可以成為太空電梯的支柱。這種單一的柔性，編織的碳將從地球表面延伸到地球同步軌道之外。石墨烯是一種由碳原子經(jīng)SP2電子雜化軌道形成的，是碳元素的一種同素異形體，是碳原子六邊形結(jié)構(gòu)組成的二維單層石墨層材料。它可以翹曲成零維的富勒烯，卷成一堆碳納米管或者堆垛成三維石墨，它是眾多碳質(zhì)材料的比較基本單元。
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可膨脹石墨比較先由德國(guó)人Schaufautl發(fā)現(xiàn)，1841年，Schaufautl將天然石墨浸泡在濃HNO3和濃H2SO4的混合液中，數(shù)小時(shí)后取出烘干，發(fā)現(xiàn)石墨發(fā)生了膨脹現(xiàn)象?？膳蛎浭诟邷叵率軣峥裳杆倥蛎洠蛎洷稊?shù)高達(dá)數(shù)十倍到數(shù)百倍甚至上千倍，膨脹后石墨的表觀容積達(dá)250～300mL/g或更大，膨脹后的石墨呈現(xiàn)蠕蟲(chóng)狀，大小在零點(diǎn)幾毫米到幾毫米之間，在內(nèi)部具有大量獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)狀微孔結(jié)構(gòu)，被稱為膨脹石墨或石墨蠕蟲(chóng)。膨脹石墨除了具備天然石墨本身的耐冷熱、耐腐蝕、自潤(rùn)滑等優(yōu)良性能外，還具有天然石墨所沒(méi)有的柔軟、壓縮回彈性、吸附性、生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)性、生物相容性、耐輻射性等特性。