膨胀石墨材料的主要性能
膨胀石墨材料的研究进展及其应用综述
膨胀石墨材料的研究进展及其应用综述膨胀石墨是一种应用广泛的材料，具有独特的性能和多种应用。
随着科学技术的不断进步，膨胀石墨的研究也在不断取得新的突破和进展。
本文将就膨胀石墨材料的研究进展和应用进行综述，以期为相关领域的研究者提供参考和借鉴。
一、膨胀石墨的基本性质膨胀石墨是一种蜂窝状结构的碳材料，具有低密度、高表面积和优良的导电性能。
其主要特点包括：①低密度：膨胀石墨的密度通常在0.03-0.15 g/cm3之间，是普通石墨的十分之一至百分之一；②高表面积：由于其蜂窝状结构，膨胀石墨的比表面积非常大，为普通石墨的数倍至数十倍；③导电性：膨胀石墨具有优良的导电性能，可以用作电磁屏蔽材料和导电填料。
二、膨胀石墨的制备方法膨胀石墨的制备方法主要包括化学氧化-脱氧化法、高温气相法和机械热处理法。
化学氧化-脱氧化法是目前应用最为广泛的一种制备方法，其步骤主要包括：①将晶态石墨氧化为氧化石墨（GO）；②采用热处理或化学还原将氧化石墨还原为膨胀石墨。
高温气相法则是通过高温氧化对蜂窝状石墨进行气相脱氧化制备膨胀石墨，其制备过程繁琐，但可以得到高纯度的膨胀石墨。
机械热处理法是通过机械剪切破坏晶态石墨层间键合，使其在高温下膨胀形成膨胀石墨。
三、膨胀石墨的研究进展1. 结构调控近年来，研究者对膨胀石墨的结构进行了一系列调控，以改善其性能和拓展其应用。
通过改变氧化石墨的氧含量和还原条件可以实现对膨胀石墨孔径和孔隙结构的调控；还可以通过改变石墨氧化-还原过程中的温度和时间参数来调控膨胀石墨的晶格结构和层间距离。
2. 合成方法研究除了传统的化学氧化-脱氧化法和高温气相法，研究者还提出了一些新的合成方法，如电化学氧化还原法、熔盐电解法和微波辐射法等。
这些新的合成方法不仅可以提高膨胀石墨的制备效率，还可以得到更具有特色的膨胀石墨材料。
3. 功能化改性为了拓展膨胀石墨的应用领域，研究者对其进行了功能化改性。
通过表面修饰、负载功能材料或进行化学修饰，可以赋予膨胀石墨新的性能和功能，如改善其分散性、增强其力学性能、提高其吸附性能等。
膨胀石墨密度-概述说明以及解释
膨胀石墨密度-概述说明以及解释1.引言概述部分的内容可以描述整篇文章的背景和主题，并引出文章所要探讨的内容。
下面是一种可能的方式来撰写概述部分的内容:"1.1 概述膨胀石墨密度是指膨胀石墨材料的密度值，它是研究膨胀石墨材料物理性质和应用领域的重要参数之一。
随着科学技术的不断发展，膨胀石墨在高温、高压和高速摩擦等特殊环境下表现出独特的性能和应用潜力。
因此，对膨胀石墨密度进行深入研究和理解，对于推动膨胀石墨材料的应用和开发具有重要意义。
本文致力于对膨胀石墨密度进行系统性研究和分析，并将其影响因素进行探讨。
首先，我们将介绍膨胀石墨的定义和特性，包括其结构、组成和化学性质等方面。
其次，我们将重点关注膨胀石墨密度的影响因素，包括温度、压力和化学处理等。
通过对这些因素的详细讨论，我们将得出关于膨胀石墨密度变化规律的结论，并探讨对膨胀石墨密度的重要性和应用进行深入思考。
通过本文的研究和讨论，我们将进一步了解膨胀石墨密度的相关知识和特性，为其在高温、高压和特殊摩擦条件下的应用提供理论依据。
同时，我们也将为膨胀石墨材料的未来发展和应用提供新的思路和方向。
接下来的章节中，我们将逐步深入挖掘膨胀石墨密度的相关内容。
首先，我们将介绍膨胀石墨的定义和特性，以帮助读者对膨胀石墨的基本知识有一个全面的了解。
然后，我们将详细讨论膨胀石墨密度的影响因素，包括外部环境和内部结构等方面。
最后，我们将总结研究结果，并对膨胀石墨密度的重要性和应用进行讨论，以期为膨胀石墨材料的进一步研究和应用提供参考和指导。
"1.2 文章结构文章结构部分可以描述一下整篇文章的组织结构和各个章节的内容概述，以帮助读者更好地理解文章的组织架构和思路。
具体内容可以参考下方示例：文章结构本文主要探讨膨胀石墨密度的相关问题。
文章共分为引言、正文和结论三个部分。
1. 引言引言部分主要概述膨胀石墨密度的基本概念，并介绍文章的研究目的和意义。
首先简要介绍了膨胀石墨的定义和特性，并重点探讨了膨胀石墨密度对其性能的影响。
膨胀石墨的传热系数
膨胀石墨的传热系数一、引言膨胀石墨是一种热传导性能非常好的材料，具有很高的热传导系数。
其热传导性能在高温下表现尤为突出，因此被广泛应用于核工业、航空航天等领域。
本文将深入探讨膨胀石墨的传热系数。
二、膨胀石墨的基本特性1. 膨胀石墨的定义膨胀石墨是一种由多层碳原子构成的材料，具有非常好的导电和导热性能。
其名称来源于其可以通过化学反应或物理方法进行膨胀加工，从而形成具有不同孔隙率和密度的结构。
2. 膨胀石墨的结构特点膨胀石墨具有类似于层板结构的形态，其中每一层都由六个碳原子构成一个环形分子，并且相邻两层之间通过范德华力相互作用而紧密结合在一起。
3. 膨胀石墨的物理特性膨胀石墨具有非常好的导电和导热性能，并且在高温下表现尤为突出。
此外，膨胀石墨还具有很高的机械强度和化学稳定性。
三、膨胀石墨的传热系数1. 传热系数的定义传热系数是指单位时间内单位面积上的热量传递量与温度差之比，通常用W/(m²·K)表示。
2. 膨胀石墨的传热系数膨胀石墨具有非常好的导热性能，其导热系数在不同温度下表现出不同的特点。
在室温下，膨胀石墨的导热系数约为125 W/(m·K)，而在高温下可以达到500 W/(m·K)以上。
3. 影响膨胀石墨传热系数的因素（1）温度：随着温度升高，膨胀石墨的导热性能会逐渐增强；（2）密度：密度越高，膨胀石墨的导热性能越好；（3）孔隙率：孔隙率越大，膨胀石墨的导热性能越差；（4）结构：不同结构的膨胀石墨导热性能也会有所不同。
四、膨胀石墨的应用领域1. 核工业膨胀石墨在核反应堆中作为反应堆堆芯、反应堆壳体和控制棒等部件材料，具有很高的应用价值。
2. 航空航天膨胀石墨在航空航天领域中作为发动机喷嘴、涡轮叶片等部件材料，可以提高发动机的效率和性能。
3. 其他领域膨胀石墨还可以用于制造高温炉、电极、电子器件等，具有广泛的应用前景。
五、结论综上所述，膨胀石墨是一种具有非常好的导热性能的材料，其传热系数在高温下表现尤为突出。
膨胀石墨材料的研究进展及其应用综述
膨胀石墨材料的研究进展及其应用综述
膨胀石墨材料（Expanded Graphite，EG）是一种具有独特结构和优异性能的可持续
发展新型材料，其结构特征在于非晶碳纤维层面的石墨化和微孔化。
膨胀石墨材料具有高
温稳定性、高比表面积、良好的导电性和导热性、良好的化学惰性、非离子特性以及良好
的机械强度等特性。
因此，膨胀石墨材料被广泛应用于电池、涂料、玻璃纤维增强塑料、
吸附材料等领域。
EG的制备方法主要有物理法、化学法、高温煅烧法和微生物法等。
其中，热处理是最常用、最经济和最有效的方法。
它采用高温热解分解原料来制备EG，通过氧气、氮气、水蒸气或惰性气体来控制膨胀的程度和形态。
EG在电化学应用领域中可以作为电池正极材料，因为膨胀石墨材料的高比表面积和导电性能可以提高电池的输出功率和能量密度，同时其化学稳定性也可以提高电池的安全性能。
此外，EG还可用于制备超级电容器电极、电化学催化剂、燃料电池电极等领域。
在涂料、塑料和橡胶增强材料领域，EG可作为填充材料，以改善材料的机械和物理性能。
EG在玻璃纤维增强塑料中的应用也得到了广泛关注，因为它可以增强材料成型性、强度和耐腐蚀性能。
在环境保护领域，EG可以用作高效吸附材料，因为其极性和非极性表面可以吸附各种有机和无机物质。
EG也可以用于水处理，因为其微孔结构可以去除水中的重金属和有机物质。
综上所述，膨胀石墨材料是一种多功能、多用途、可持续发展的新型材料，具有广泛
的应用前景。
随着对其性能和结构的深入研究，可以更好地利用其性能，拓展其应用领域。
膨胀石墨
种类
柔性石墨密封材料按其用途，主要分为两大类：一类用于各种泵、阀门、反应釜上的密封填料；另一类是用 于各种管道法兰上的石墨垫片。
①密封填料
密封填料是将切成适当宽度和长度的膨胀石墨带缠绕在不同规格的金属模中，在压力机上直接成型的预成填 料，适用于各种截止阀、闸阀、调节阀、球阀、加阀等。
②密封垫片
通常可分为两种，一种是纯石墨垫片，它是用膨胀石墨粒料直接在金属模中压制成型，也可用膨胀石墨板材 直接冲裁或切割而成；另一种是石墨缠绕垫，是以金属带和膨胀石墨重叠卷成，可以在较高压力下使用。
③石墨盘根
石墨盘根是用棉纤维或石墨纤维同石墨卷箔编织而成的密封材料。以棉纤维为芯的石墨盘根（SPM型）适用 于压力12MPa、温度200℃以下的管道、阀门、机泵等的密封，接触介质可为河水、自来水、地下水、海水、油类 等。以石墨纤维为芯的石墨盘根（SPS型）适用于压力12MPa、温度350℃以下的管道、阀门、机泵等的密封，接 触介质除了各种水、油类外，还可以接触酸碱物质。
膨胀石墨可后处理成柔性石墨作为密封材料使用。与传统密封材料(如石棉、橡胶、纤维素及其复合材料)相 比,柔性石墨可用温度范围较宽,在空气中可用范围在-200℃-450℃,在真空或还原性气氛中可到3000℃,且热膨胀 系数小,在低温下不发脆、不炸裂,在高温下不软化、不蠕变,因而被冠以“密封王”的美誉,目前已广泛应用于石 油化工、机械、冶金、原子能等行业。
膨胀石墨的性质和结构
分子式：C1）耐高温型：石墨的熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失很小，热膨胀系数也很小。
石墨强度随温度提高而加强，在2000℃时，石墨强度提高一倍。
从现有的文献中可以查知，膨胀石墨是一种性能优良的吸附剂，尤其是它具有疏松多孔结构，对有机化合物具有强大的吸附能力，1g膨胀石墨可吸附80g石油，于是膨胀石墨就被设计成各种工业油脂和工业油料的吸附剂。
2）导电、导热性：石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。
导热性超过钢、铁、铅等金属材料。
导热系数随温度升高而降低，甚至在极高的温度下，石墨成绝热体。
石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。
碳是一种非金属元素，位于元素周期表的第二周期IVA族。
拉丁语为Carbonium，意为“煤，木炭”。
汉字“碳”字由木炭的“炭”字加石字旁构成，从“炭”字音。
石墨是元素碳的一种同素异形体[1]，每个碳原子的周边连结著另外三个碳原子(排列方式呈蜂巢式的多个六边形)以共价键结合，构成共价分子。
由于每个碳原子均会放出一个电子，那些电子能够自由移动，因此石墨属于导电体。
石墨是其中一种最软的矿物。
它的用途包括制造铅笔芯和润滑剂。
2、作导电材料：在电气工业上用作制造电极、电刷、碳棒、碳管、水银正流器的正极，石墨垫圈、电话零件，电视机显像管的涂层等。
自然界已发现的沸石有30多种，较常见的有[1]方沸石、菱沸石、钙沸石、片沸石、钠沸石、丝光沸石、辉沸石等，都以含钙、钠为主。
它们含水量的多少随外界温度和湿度的变化而变化。
晶体所属晶系随矿物种的不同而异，以单斜晶系和正交晶系（斜方晶系）的占多数。
方沸石、菱沸石常呈等轴状晶形，片沸石、辉沸石呈板状，毛沸石、丝光沸石呈针状或纤维状，钙十字沸石和辉沸石双晶常见。
纯净的各种沸石均为无色或白色，但可因混入杂质而呈各种浅色。
玻璃光泽。
解理随晶体结构而异。
硬脂酸／膨胀石墨储热材料的储／放热性能1)
２０１５，４３（ １２） ：９９－１０２．
Ｓｔｅａｒｉｃ ａｃｉｄ （ＳＡ） ／ｅｘｐａｎｄｅｄ ｇｒａｐｈｉｔｅ （ＥＧ） ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅ ｍａｔｅｒｉａｌ （ＰＣＭ） ｆｏｒ ｗｏｏｄ ｓｏｌａｒ ｄｒｙｉｎｇ ｗａｓ ｐｒｅ－
ｐａｒｅｄ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｌａｒ ｅｎｅｒｇｙ ．Ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ＰＣＭ ｗａｓ ｔｅｓｔｅｄ ｕｓｉｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｃａｌ －
Keywords Ｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅ ｈｅａｔ ｓｔｏｒａｇｅ ｍａｔｅｒｉａｌ； Ｔｈｅｒｍａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ； Ｓｔｅａｒｉｃ ａｃｉｄ； Ｅｘｐａｎｄｅｄ ｇｒａｐｈｉｔｅ； Ｓｏｌａｒ ｄｒｙｉｎｇ
太阳能干燥是指利用太阳辐射能及太阳能干燥 装置所进行的干燥作业［１］ ，是一种节能环保的干燥 技术。 为了改善太阳能的间歇性，提高木材太阳能 干燥系统的稳定性和可靠性，储热材料变的不可或 缺。 潜热和显热储热材料在太阳能储热领域得到了 广泛的关注，有学者对其在太阳能干燥中的应用做 出了大量研究。
关键词 储热材料；热性能；硬脂酸；膨胀石墨；太阳能干燥 分类号 ＴＫ０２ Thermal Storage and Release Performance of Stearic Acid ／Expanded Graphite Composite Phase Change Heat Storage Material ／／Ｙｕ Ｈａｉｔａｏ， Ｇａｏ Ｊｉａｎｍｉｎ， Ｃｈｅｎ Ｙａｏ， Ｈｕ Ｃｈｕａｎｋｕｎ（Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｗｏｏｄｅｎ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ， ＭＯＥ， Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３， Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ） ／／Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ，
膨胀石墨的特性、合成方法及在阻燃防火上的应用。
1 石墨及膨胀石墨特性石墨是一种天然层状无机材料，资源丰富且价格便宜。
我国作为石墨资源第一大国，产量和出口量均居世界第一位我国。
全国20个省(区)有石墨矿产出。
探明储量的矿区有91处，总保有储量矿物1.73亿吨，居世界第1位。
膨胀石墨是以天然鳞片石墨为原料，经化学或电化处理而得到的一种石墨产品。
石墨具有层状结构，碱金属，卤素金属卤化物，强氧化性含氧酸，都可嵌入层间。
形成层间化合物，在受到200摄氏度以上高温时，由于吸留在层形点阵中化合物的分解，石墨层间化合物急剧分解、气化、膨胀（沿层间膨胀150～250倍）后，膨胀石墨便开始膨胀，并在1100摄氏度时达到最大体积。
最终体积可以达到初始时的280倍。
而制得密度极低（0.003～0.005g/cm3）的蠕虫状石墨，它是一种结构疏松、柔软、富有韧性的物质，故通常称它为柔性石墨。
膨胀石墨材料，是近三十年来发展起来的新型碳素材料，由美国联合碳化物公司在1963年首先申请专利并于1968年进行工业化生产。
由天然鳞片石墨制得的膨胀石墨材料，即保留了石墨的耐高温、耐腐蚀、能承受中子流、β射线、γ射线的长期辐照，磨擦系数低，自润滑性好，导电导热、并呈各向异性等性能，又具备天然石墨没有的：可弯曲、可压缩、有弹性、不渗透等新特点。
疏松多孔，富有弹性。
耐温范围宽在-200～3600℃之间。
在高温，高压或辐射条件下工作，不发生分解，变形或老化，化学性质稳定。
膨胀石墨可被广泛用作：抗辐射的内衬材料，高温下杂质扩散的栅栏材料，高温炉衬热屏蔽材料，高温防热震材料，导弹进入大气层的鼻锥材料，固体烯料火箭发动机喷嘴等等，其高科技附加值极高。
膨胀石墨受热膨胀，这一特性使得膨胀石墨可以在火灾发生时通过体积的瞬间增大将火焰窒息，从而达到阻燃防火之目的，还可用于冶金工业的保温及作消防的灭火剂。
图1 处理后鳞片石墨图2 膨胀后的石墨2 制备膨胀石墨的方法2.1 化学插层法将粒度在100目～160目之间的混合细鳞片石墨（含碳量在85～96%），置于按硫酸（浓度96%）：硝酸（浓度65%）＝5～7.5∶1配制的主酸化液中搅拌均匀，20～30分钟后加入高锰酸钾（用量为石墨量的6～7%），间歇搅拌20～30分钟后，加入三氯化铁（用量为石墨量的5～6%），间歇搅拌2～10小时，抽滤除去酸液，用水冲洗至PH=5～7，60℃真空干燥，即可制得膨胀石墨。
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膨胀石墨材料的主要性能
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。
主要性能介绍如下：
一、物理、化学性能：
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；
6、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；
7、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；
8、自润滑性：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。
二、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。