魏兴海
,
刘朗
,
张金喜
,
史景利
,
郭全贵
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2007.04.010
以天然鳞片石墨、高氯酸、硝酸为原料,采用化学法经插层、水洗、干燥、膨化等工艺过程制备膨胀石墨;以石墨蠕虫的膨胀体积为判据,采用正交实验方法确定工艺参数对石墨蠕虫膨胀体积的影响大小:探讨了反应温度、时间、膨化温度,GIC的挥发分对膨胀体积的影响;利用XRD表征了天然鳞片石墨、酸化石墨、柔性石墨的微观结构;利用EDS确定了插入物为HClO4;并对制备的柔性石墨的力学、电/热性能进行了测试.结果表明:工艺参数影响大小依次为反应温度、高氯酸/硝酸间的配比及反应时间、鳞片石墨/高氯酸间的配比.在较宽的温度范围内(室温～100 ℃),可容易地制备出GIC,且能在低温200 ℃下膨化.以最佳工艺条件:鳞片石墨:高氯酸:硝酸=1 :4:0.15(质量比)制备的GIC,在200 ℃下膨化,可以制备出膨胀体积达360 mL/g的膨胀石墨;在高温900 ℃下膨化,可以制备出膨胀体积达540 mL/g的高倍膨胀石墨.石墨蠕虫经压制成型制备的柔性石墨的抗拉强度、电阻率同其表观体积密度存在密切的相关性,密度增加,抗拉强度增加,电阻率下降;其电阻率与导热率间也存在密切的相关性,电阻率下降,导热率提高,且其导热率高于同电阻率的人造炭/石墨材料的导热率.
关键词:
HClO4-GIC
,
膨胀体积
,
柔性石墨
,
力学性能
,
导电/导热性能
魏兴海
,
刘朗
,
张金喜
,
史景利
,
郭全贵
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2007.z1.036
以粒径约0.5mm的天然鳞片石墨为宿主材料,以高氯酸液为氧化、插层剂,通过简单的酸液浸泡法直接热氧化转化天然鳞片石墨为膨胀石墨.用浓度为72%(质量分数)的高氯酸液在室温下浸泡天然鳞片石墨1～3min.后,在900下膨化,膨胀体积为549mL/g.以该条件制备的膨胀石墨为前驱体通过冷压成型的方法制备柔性石墨,利用材料万能试验机、微欧计、激光热导仪分别测试了该材料的抗拉强度、电阻率、导热率.实验结果表明:抗拉强度(T)、电阻率(ρ)同密度(d)呈线性正相关,其中T=12.1d-7.6,R=0.977;ρ=-3.97d+11.9,R=0.968.热导率同电阻率呈负相关性.
关键词:
高氯酸
,
膨胀石墨
,
膨胀体积
,
柔性石墨的性能
魏兴海
,
张金喜
,
史景利
,
郭全贵
,
要立中
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2004.01.009
以鳞片石墨、硝酸、乙酸酐、高锰酸钾为原料,采用化学法经氧化酸化插层、水洗、干燥、高温膨胀过程制备膨胀石墨,利用正交试验方法确定最佳工艺条件,并对相关影响因素及插层机理作了初步探讨.结果表明:按鳞片石墨∶硝酸∶乙酸酐∶高锰酸钾(质量比)=1∶0.7∶1.5∶0.4,反应时间90 min,反应温度30 ℃～40 ℃的条件可以制备出膨胀体积达478 mL/g的高倍无硫膨胀石墨.相关影响因素的大小依次为:高锰酸钾、硝酸、乙酸酐、反应时间,其中高锰酸钾的影响程度远大于其他三个因素.
关键词:
氧化酸化插层
,
膨胀石墨
,
正交试验
