石墨原礦的純度通常較低(鱗片石墨原礦純度約 5%-20%,土狀石墨原礦純度約 10%-30%),需通過提純工藝提高純度,以滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求。目前主流的石墨提純工藝包括浮選法、堿酸法、氫氟酸法和高溫法,各有優(yōu)缺點(diǎn):浮選法是**基礎(chǔ)的提純方法,利用石墨與雜質(zhì)的表面性質(zhì)差異,通過浮選藥劑將石墨與脈石分離,可將石墨純度提升至 80%-90%,成本低但提純效果有限;堿酸法通過堿熔(如氫氧化鈉)分解雜質(zhì),再用酸(如鹽酸)溶解雜質(zhì),可將純度提升至 99% 以上,適用于中高純度石墨的制備,但工藝復(fù)雜、能耗較高;氫氟酸法利用氫氟酸溶解硅質(zhì)雜質(zhì),提純效率高,可將純度提升至 99.9% 以上,但氫氟酸腐蝕性強(qiáng)...
除作為鋰離子電池負(fù)極材料外,石墨還是電池正極與負(fù)極的重要導(dǎo)電劑,能改善電極內(nèi)部的導(dǎo)電性,提升電池的倍率性能與循環(huán)壽命。在電池電極制備中,活性材料(如正極的三元材料、負(fù)極的硅基材料)通常導(dǎo)電性較差,需添加導(dǎo)電劑構(gòu)建導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),使電子能在電極內(nèi)部高效傳遞。石墨導(dǎo)電劑(主要為天然鱗片石墨或人造石墨粉,粒徑 5-20μm)具有良好的導(dǎo)電性與分散性,與活性材料混合后可均勻分布于電極中,形成連續(xù)的導(dǎo)電通路。例如,在三元鋰電池正極中,添加 1%-3% 的石墨導(dǎo)電劑,可使正極的電子電導(dǎo)率提升 10-100 倍,電池的 1C 倍率放電容量提升 5%-10%,10C 高倍率放電容量提升 15%-20%;在硅基負(fù)極中...
石墨是碳的同素異形體之一,其原子結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出獨(dú)特的層狀排列 —— 每個碳原子與相鄰三個碳原子形成共價(jià)鍵,構(gòu)成正六邊形的平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),而層與層之間*依靠微弱的范德華力連接。這種特殊結(jié)構(gòu)賦予了石墨諸多優(yōu)異性能:質(zhì)地柔軟,莫氏硬度*為 1-2,用指甲即可在紙上留下灰黑色痕跡,這也是它成為鉛筆芯**原料的關(guān)鍵原因;同時(shí)具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,常溫下導(dǎo)電率約為 10^4 - 10^5 S/m,遠(yuǎn)超多數(shù)非金屬材料,因此常被用于制作電極、散熱片等元件。此外,石墨的化學(xué)穩(wěn)定性極強(qiáng),除強(qiáng)氧化性酸(如濃硝酸、濃硫酸)外,幾乎不與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),即便在高溫環(huán)境下也能保持穩(wěn)定,這讓它在冶金、化工等高溫領(lǐng)域擁有不可替...
石墨是自然界中性能比較好異的固體潤滑劑之一,其潤滑特性同樣源于獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu) —— 層與層之間的范德華力較弱,在外力作用下易發(fā)生相對滑動,從而減少接觸面之間的摩擦系數(shù)。與機(jī)油、黃油等液體潤滑劑相比,石墨潤滑劑具有耐高溫(可在 - 200℃至 1000℃的溫度范圍內(nèi)保持潤滑效果)、耐高壓、不易揮發(fā)、不污染環(huán)境等優(yōu)勢,尤其適用于惡劣工況下的潤滑需求。在工業(yè)領(lǐng)域,石墨潤滑劑常用于機(jī)床導(dǎo)軌、軸承、齒輪等機(jī)械部件的潤滑,可有效降低部件磨損,延長使用壽命;在冶金行業(yè),石墨粉被涂抹在模具內(nèi)壁,防止金屬熔液與模具粘連,便于鑄件脫模;在日常生活中,石墨潤滑劑也被用于門鎖、拉鏈等金屬部件的保養(yǎng),解決卡頓問題。此外...
石墨是碳的同素異形體之一,其原子結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出獨(dú)特的層狀排列 —— 每個碳原子與相鄰三個碳原子形成共價(jià)鍵,構(gòu)成正六邊形的平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),而層與層之間*依靠微弱的范德華力連接。這種特殊結(jié)構(gòu)賦予了石墨諸多優(yōu)異性能:質(zhì)地柔軟,莫氏硬度*為 1-2,用指甲即可在紙上留下灰黑色痕跡,這也是它成為鉛筆芯**原料的關(guān)鍵原因;同時(shí)具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,常溫下導(dǎo)電率約為 10^4 - 10^5 S/m,遠(yuǎn)超多數(shù)非金屬材料,因此常被用于制作電極、散熱片等元件。此外,石墨的化學(xué)穩(wěn)定性極強(qiáng),除強(qiáng)氧化性酸(如濃硝酸、濃硫酸)外,幾乎不與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),即便在高溫環(huán)境下也能保持穩(wěn)定,這讓它在冶金、化工等高溫領(lǐng)域擁有不可替...
在 3D 打印與特種打印領(lǐng)域,石墨憑借獨(dú)特的物理性能,成為新型打印耗材的重要組分,拓展了打印技術(shù)的應(yīng)用范圍。在 3D 打印領(lǐng)域,石墨 - 聚合物復(fù)合線材(如石墨 - ***、石墨 - ABS)可通過熔融沉積成型(FDM)技術(shù),制備具有導(dǎo)電、導(dǎo)熱功能的零部件,例如無人機(jī)的導(dǎo)電支架、電子設(shè)備的散熱外殼等,其導(dǎo)電率可達(dá) 10^-2 - 10^0 S/m,導(dǎo)熱率較純聚合物提升 5-10 倍。在導(dǎo)電油墨打印領(lǐng)域,石墨粉(粒徑通常為 1-5μm)與樹脂、溶劑混合制成的導(dǎo)電油墨,可通過絲網(wǎng)印刷、噴墨打印等技術(shù),在柔性基材(如聚酰亞胺薄膜)上印刷導(dǎo)電線路,用于柔性電路板、RFID 標(biāo)簽等產(chǎn)品,其線路電阻可低至...
石墨列管式換熱器(化工硝酸處理場景)石墨列管式換熱器以高密度浸漬石墨為換熱元件,由石墨管、管板及碳鋼殼體組成,**優(yōu)勢在于耐強(qiáng)腐蝕與高效傳熱。在化工行業(yè)稀硝酸濃縮工藝中,該設(shè)備可直接處理含硝酸的酸性介質(zhì),石墨管導(dǎo)熱系數(shù)達(dá) 120W/(m?K),遠(yuǎn)高于搪玻璃設(shè)備,傳熱效率提升 40% 以上。某年產(chǎn) 5 萬噸硝酸的化工廠采用該設(shè)備后,將稀硝酸濃度從 30% 濃縮至 68%,單臺設(shè)備日處理量達(dá) 800m3,且連續(xù)運(yùn)行周期超 24 個月,未出現(xiàn)管體腐蝕泄漏問題。相較于不銹鋼換熱器,其維護(hù)成本降低 50%,避免了金屬設(shè)備因硝酸腐蝕導(dǎo)致的頻繁更換,保障生產(chǎn)連續(xù)性。膨脹石墨遇高溫會迅速膨脹,可作防火材料。河...
石墨降膜吸收器的傳熱優(yōu)化設(shè)計(jì)為提升散熱效率,部分石墨降膜吸收器采用雙程或多程冷卻結(jié)構(gòu)。在管外設(shè)置導(dǎo)流板,使冷卻水在殼程形成錯流或折流,增加冷卻水與石墨管的接觸時(shí)間,強(qiáng)化傳熱效果。同時(shí),石墨管采用外肋片結(jié)構(gòu),肋片高度 2-5mm,可使換熱面積增加 30%-50%,進(jìn)一步提升熱量移除能力。在處理高放熱吸收反應(yīng)(如氯化氫、氨吸收)時(shí),這種優(yōu)化設(shè)計(jì)可將系統(tǒng)溫度控制在 40℃以下,避免吸收液因溫度過高導(dǎo)致的溶解度下降。某化工廠處理氨吸收工藝時(shí),采用肋片式石墨降膜吸收器后,冷卻水量減少 25%,仍能維持穩(wěn)定的吸收效率,***降低能耗。石墨散熱片能高效傳導(dǎo)電子設(shè)備產(chǎn)生的熱。廣東本地石墨石墨板式換熱器(食品果...
石墨具有良好的機(jī)械加工性能,可通過車削、銑削、鉆孔、磨削等傳統(tǒng)機(jī)械加工方式制成各種形狀復(fù)雜的零部件,但其加工過程也存在一些特殊性。石墨質(zhì)地脆、硬度低,在加工過程中易產(chǎn)生粉塵,不僅影響加工環(huán)境和操作人員健康,還可能導(dǎo)致工件表面出現(xiàn)崩邊、掉角等缺陷,因此需要采用**的石墨加工設(shè)備和刀具。例如,加工石墨時(shí)通常使用金剛石刀具或硬質(zhì)合金刀具,刀具的切削速度和進(jìn)給量需嚴(yán)格控制 —— 切削速度過高易導(dǎo)致刀具磨損過快,進(jìn)給量過大則易產(chǎn)生工件崩裂。此外,為減少粉塵污染和提高加工精度,石墨加工常采用濕式加工或負(fù)壓吸塵裝置,濕式加工通過切削液冷卻刀具和工件,同時(shí)抑制粉塵產(chǎn)生;負(fù)壓吸塵裝置則能及時(shí)吸走加工過程中產(chǎn)生的...
隨著環(huán)保需求的提升,石墨材料在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸受到關(guān)注,尤其在水污染治理和水質(zhì)凈化方面展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢。石墨具有較大的比表面積和良好的吸附性能,可制成石墨吸附劑,用于去除水中的重金屬離子(如鉛、鎘、汞)和有機(jī)污染物(如染料、農(nóng)藥殘留)。例如,將石墨粉與活性炭復(fù)合制成的吸附材料,對水中重金屬離子的吸附容量可達(dá)傳統(tǒng)吸附劑的 2 - 3 倍,且吸附后的材料可通過酸洗、熱解等方式再生,實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。此外,石墨還可用于制作電極,應(yīng)用于電催化氧化水處理技術(shù) —— 在電場作用下,石墨電極表面會產(chǎn)生羥基自由基等強(qiáng)氧化性物質(zhì),能高效降解水中的難降解有機(jī)污染物,且處理過程無二次污染。隨著水處理技術(shù)的發(fā)展,石墨基...
石墨因具有高比表面積、穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)及良好的導(dǎo)電性,成為理想的化工催化劑載體。在多相催化反應(yīng)中,催化劑活性組分(如金屬納米顆粒)需負(fù)載在載體表面以提高分散性,避免團(tuán)聚失效。石墨載體表面的微孔與介孔結(jié)構(gòu)能為活性組分提供充足附著位點(diǎn),且其層狀結(jié)構(gòu)可通過調(diào)控孔徑大小,適配不同反應(yīng)的分子擴(kuò)散需求。例如,在燃料電池的氧還原反應(yīng)中,鉑納米顆粒負(fù)載于石墨載體上,不僅能提高鉑的利用率(減少貴金屬用量),石墨的導(dǎo)電性還能加速電子傳遞,提升電池催化效率;在有機(jī)合成的加氫反應(yīng)中,鎳 - 石墨復(fù)合催化劑可在溫和條件下實(shí)現(xiàn)高效催化,且石墨載體的化學(xué)穩(wěn)定性能避免催化劑在酸堿環(huán)境中降解。此外,石墨載體還可通過表面改性(如氧...
石墨具有耐高溫、熱膨脹系數(shù)低、導(dǎo)熱性好等特性,使其成為高溫模具的質(zhì)量材料,尤其適用于金屬鑄造、玻璃成型等領(lǐng)域。在金屬鑄造中,石墨模具可用于鑄造鋁合金、銅合金等非鐵金屬鑄件 —— 石墨模具的耐高溫性(可承受 1200℃以上的金屬熔液溫度)和不粘連性,能確保鑄件表面光滑、尺寸精細(xì),且模具使用壽命長(可重復(fù)使用數(shù)百次),相比傳統(tǒng)的砂型模具,**提高了生產(chǎn)效率和鑄件質(zhì)量。在玻璃成型領(lǐng)域,石墨模具用于制作玻璃瓶、玻璃管等產(chǎn)品 —— 石墨的導(dǎo)熱性好,能使玻璃熔液快速均勻冷卻,避免玻璃因冷卻不均出現(xiàn)裂紋;同時(shí),石墨模具表面光滑,可賦予玻璃制品良好的透明度和表面光潔度。此外,石墨模具還可通過機(jī)械加工制成復(fù)雜的...
航空航天領(lǐng)域?qū)Σ牧系哪透邷?、輕量化和抗輻射性能要求極高,石墨及其復(fù)合材料成為重要選擇。在航天器熱防護(hù)系統(tǒng)中,石墨基復(fù)合材料(如碳 - 碳復(fù)合材料)被用于制作航天器的鼻錐、機(jī)翼前緣等部位 —— 當(dāng)航天器返回大氣層時(shí),表面溫度可高達(dá) 2000℃以上,碳 - 碳復(fù)合材料不僅能承受高溫,還能通過自身的燒蝕作用帶走熱量,保護(hù)航天器內(nèi)部設(shè)備不受高溫?fù)p壞。在火箭發(fā)動機(jī)中,石墨被用于制作噴管喉襯 —— 噴管喉襯需在高溫高壓燃?xì)獾臎_刷下保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,石墨的耐高溫性和抗沖刷性可確保發(fā)動機(jī)的推力穩(wěn)定輸出。此外,石墨還可用于制作航天器的天線反射面和結(jié)構(gòu)框架,其輕量化特性(密度*為 1.8 - 2.2 g/cm3)能有...
隨著新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,石墨已成為鋰離子電池負(fù)極材料的 “主力軍”,其層狀結(jié)構(gòu)完美適配鋰離子的嵌入與脫嵌過程。在電池充放電時(shí),鋰離子會從正極材料中脫出,穿過電解液,嵌入到石墨負(fù)極的層間縫隙中(充電過程);放電時(shí),鋰離子又從石墨層間脫出,返回正極,同時(shí)釋放電子形成電流。石墨負(fù)極具有理論容量高(372 mAh/g)、循環(huán)穩(wěn)定性好(正常使用下可循環(huán)數(shù)千次)、安全性高(嵌鋰電位低且平穩(wěn),不易產(chǎn)生鋰枝晶)等優(yōu)勢,能有效保障電池的續(xù)航能力和使用壽命。目前,商用鋰離子電池負(fù)極材料中,石墨占比超過 90%,其中天然石墨因成本低、工藝成熟,常用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品電池;而人造石墨則因結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定、倍率性能更優(yōu),更適...
石墨材料在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用雖處于起步階段,但憑借其良好的生物相容性、導(dǎo)電性和穩(wěn)定性,在生物醫(yī)學(xué)工程、藥物載體和*****等方面展現(xiàn)出潛在價(jià)值。在生物醫(yī)學(xué)工程中,石墨基復(fù)合材料(如石墨 - 羥基磷灰石復(fù)合材料)具有良好的生物相容性和骨傳導(dǎo)性,可用于制作骨修復(fù)材料和牙科植入體,其力學(xué)性能與人體骨骼接近,能有效促進(jìn)骨組織的生長和愈合。在藥物載體方面,石墨具有較大的比表面積和表面官能團(tuán),可通過物理吸附或化學(xué)結(jié)合的方式負(fù)載藥物分子,制成藥物載體系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)藥物的緩慢釋放和靶向輸送,提高藥物的***效果,減少藥物副作用。例如,將***藥物負(fù)載在石墨納米片上,可通過靜脈注射到達(dá)腫瘤部位,在外部刺激(如近紅外光)...
全球石墨礦資源分布不均,主要集中在亞洲、非洲和南美洲,其中中國、印度、巴西、莫桑比克是主要產(chǎn)出國,中國的石墨儲量和產(chǎn)量均居世界**,尤其在黑龍江、內(nèi)蒙古、山東等地?fù)碛写笮枉[片石墨礦。石墨礦的開采方式根據(jù)礦床類型不同分為露天開采和地下開采 —— 鱗片石墨礦多為露天開采,通過剝離地表土層和巖石,直接開采地下的石墨礦體,這種方式成本低、開采效率高,但對地表環(huán)境有一定影響;土狀石墨礦則因埋藏較深,多采用地下開采,通過挖掘豎井、巷道到達(dá)礦體,再進(jìn)行開采,這種方式對環(huán)境影響較小,但開采難度和成本較高。開采出的石墨原礦需經(jīng)過浮選工藝提純,去除脈石(如石英、長石等雜質(zhì)),得到石墨精礦 —— 鱗片石墨的浮選回收...
石墨在玻璃制造行業(yè)中主要用于玻璃成型模具與玻璃澄清劑,能提升玻璃制品的質(zhì)量與生產(chǎn)效率。作為玻璃成型模具材料,石墨模具(如玻璃瓶罐模具、平板玻璃壓延模具)具有耐高溫(可耐受 1200℃以上的玻璃熔液溫度)、不粘玻璃、導(dǎo)熱均勻的特點(diǎn),在玻璃成型過程中,石墨模具可避免玻璃熔液與模具粘連,減少玻璃表面缺陷(如劃痕、氣泡),同時(shí)其快速導(dǎo)熱特性可使玻璃制品均勻冷卻,提升尺寸精度。例如,在藥用玻璃瓶制造中,石墨模具成型的玻璃瓶壁厚偏差可控制在 ±0.1mm 以內(nèi),表面光潔度可達(dá) Ra0.2μm;在光伏玻璃壓延成型中,石墨壓延輥可制備厚度均勻的玻璃基板,保障太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。作為玻璃澄清劑,石墨粉(或...
隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,石墨潤滑劑的應(yīng)用形式不斷創(chuàng)新,從傳統(tǒng)的粉末狀、膏狀,逐漸發(fā)展出石墨潤滑脂、石墨水劑潤滑劑、石墨復(fù)合潤滑劑等多種類型,以適應(yīng)不同的工況需求。石墨潤滑脂是將石墨粉與礦物油、合成油及稠化劑混合制成,兼具石墨的耐高溫性和油脂的密封性,常用于高溫軸承、鏈條等部件的潤滑,可在 - 50℃至 600℃的溫度范圍內(nèi)使用,且不易流失;石墨水劑潤滑劑則以水為載體,加入石墨粉和分散劑,具有冷卻效果好、不污染工件的優(yōu)勢,適用于金屬加工中的切削、沖壓等工藝,既能減少刀具磨損,又能提高工件表面質(zhì)量。此外,科研人員還在開發(fā)石墨基復(fù)合潤滑劑,將石墨與二硫化鉬、氮化硼等其他固體潤滑劑復(fù)合,利用不同潤滑劑的協(xié)...
航空航天領(lǐng)域?qū)Σ牧系哪透邷?、輕量化和抗輻射性能要求極高,石墨及其復(fù)合材料成為重要選擇。在航天器熱防護(hù)系統(tǒng)中,石墨基復(fù)合材料(如碳 - 碳復(fù)合材料)被用于制作航天器的鼻錐、機(jī)翼前緣等部位 —— 當(dāng)航天器返回大氣層時(shí),表面溫度可高達(dá) 2000℃以上,碳 - 碳復(fù)合材料不僅能承受高溫,還能通過自身的燒蝕作用帶走熱量,保護(hù)航天器內(nèi)部設(shè)備不受高溫?fù)p壞。在火箭發(fā)動機(jī)中,石墨被用于制作噴管喉襯 —— 噴管喉襯需在高溫高壓燃?xì)獾臎_刷下保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,石墨的耐高溫性和抗沖刷性可確保發(fā)動機(jī)的推力穩(wěn)定輸出。此外,石墨還可用于制作航天器的天線反射面和結(jié)構(gòu)框架,其輕量化特性(密度*為 1.8 - 2.2 g/cm3)能有...
石墨的表面改性技術(shù)是通過物理、化學(xué)或物理化學(xué)方法改變石墨表面的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),以改善其與其他材料的相容性、提高其特定性能,拓展其應(yīng)用范圍。常見的石墨表面改性方法包括表面包覆改性、摻雜改性、氧化改性等。表面包覆改性是在石墨表面包覆一層其他材料(如金屬、聚合物、陶瓷),例如在石墨表面包覆一層鎳金屬,可提高石墨的導(dǎo)電性和磁性,使其適用于電磁屏蔽材料和吸波材料;在石墨表面包覆一層聚合物,可改善石墨與聚合物基體的相容性,用于制備高性能聚合物基復(fù)合材料。摻雜改性是通過在石墨晶格中摻入其他元素(如氮、硼、磷),改變石墨的電子結(jié)構(gòu),例如氮摻雜石墨具有優(yōu)異的電催化性能,可用于燃料電池的催化劑。氧化改性是通過強(qiáng)氧化劑...
石墨烯是從石墨中剝離出來的單層碳原子結(jié)構(gòu)材料,二者在結(jié)構(gòu)和性能上既有關(guān)聯(lián)又有***區(qū)別。從結(jié)構(gòu)上看,石墨烯是石墨的基本結(jié)構(gòu)單元 —— 石墨由多層石墨烯通過范德華力堆疊而成,就像一疊紙張,每一張紙就是一層石墨烯。由于維度的差異,二者的性能截然不同:石墨烯作為二維材料,具有極高的強(qiáng)度(是鋼的 200 倍)、優(yōu)異的導(dǎo)電性(比銅高 100 倍)和導(dǎo)熱性(比石墨平行層面方向還高),同時(shí)還具有良好的柔韌性和透光性,在電子器件、復(fù)合材料、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力;而石墨作為三維材料,雖然也具有導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性等優(yōu)勢,但性能遠(yuǎn)不及石墨烯,且質(zhì)地柔軟、易分層。在制備方法上,石墨烯可通過機(jī)械剝離法(從石墨中直接...
石墨材料本身具有良好的環(huán)保特性,在使用過程中不易產(chǎn)生有毒有害物質(zhì),且部分石墨制品可通過回收利用實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)。例如,廢舊鋰離子電池中的石墨負(fù)極,經(jīng)過拆解、焙燒、酸洗等工藝處理,可去除表面的雜質(zhì)和電解液殘留,提純后的石墨可重新用于制作電池負(fù)極或其他石墨制品,回收利用率可達(dá) 80% 以上,不僅減少了資源浪費(fèi),還降低了廢舊電池對環(huán)境的污染。在工業(yè)領(lǐng)域,廢舊的石墨電極、石墨模具等也可進(jìn)行回收利用 —— 將廢舊石墨破碎后,與新的石墨原料混合,經(jīng)重新成型、焙燒和石墨化處理,可制成新的石墨制品,實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)使用。此外,石墨在高溫下燃燒*產(chǎn)生二氧化碳,無其他有害氣體排放,相比其他一些工業(yè)材料,對環(huán)境的影響較小...
石墨降膜吸收器在鹽酸生產(chǎn)中的應(yīng)用在工業(yè)鹽酸制備工藝中,石墨降膜吸收器是**設(shè)備之一。當(dāng)氯氣與氫氣在合成爐反應(yīng)生成氯化氫氣體后,高溫氯化氫氣體首先進(jìn)入石墨降膜吸收器的管程,吸收液(稀鹽酸或水)從頂部分布器均勻流下形成液膜。氯化氫氣體與液膜充分接觸,迅速溶解于其中生成濃鹽酸,吸收效率可達(dá) 99.5% 以上。石墨材料耐鹽酸腐蝕的特性,避免了金屬設(shè)備易被腐蝕的問題,且石墨的高導(dǎo)熱性可及時(shí)帶走溶解過程中釋放的熱量,防止鹽酸局部過熱揮發(fā)。某年產(chǎn) 10 萬噸鹽酸的化工廠采用該設(shè)備后,產(chǎn)品濃度穩(wěn)定在 31% 以上,且設(shè)備連續(xù)運(yùn)行周期達(dá) 18 個月,維護(hù)成本較傳統(tǒng)設(shè)備降低 40%。人造石墨由碳材料經(jīng)高溫石墨化制...
石墨原礦的純度通常較低(鱗片石墨原礦純度約 5%-20%,土狀石墨原礦純度約 10%-30%),需通過提純工藝提高純度,以滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求。目前主流的石墨提純工藝包括浮選法、堿酸法、氫氟酸法和高溫法,各有優(yōu)缺點(diǎn):浮選法是**基礎(chǔ)的提純方法,利用石墨與雜質(zhì)的表面性質(zhì)差異,通過浮選藥劑將石墨與脈石分離,可將石墨純度提升至 80%-90%,成本低但提純效果有限;堿酸法通過堿熔(如氫氧化鈉)分解雜質(zhì),再用酸(如鹽酸)溶解雜質(zhì),可將純度提升至 99% 以上,適用于中高純度石墨的制備,但工藝復(fù)雜、能耗較高;氫氟酸法利用氫氟酸溶解硅質(zhì)雜質(zhì),提純效率高,可將純度提升至 99.9% 以上,但氫氟酸腐蝕性強(qiáng)...
石墨的表面改性技術(shù)是通過物理、化學(xué)或物理化學(xué)方法改變石墨表面的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),以改善其與其他材料的相容性、提高其特定性能,拓展其應(yīng)用范圍。常見的石墨表面改性方法包括表面包覆改性、摻雜改性、氧化改性等。表面包覆改性是在石墨表面包覆一層其他材料(如金屬、聚合物、陶瓷),例如在石墨表面包覆一層鎳金屬,可提高石墨的導(dǎo)電性和磁性,使其適用于電磁屏蔽材料和吸波材料;在石墨表面包覆一層聚合物,可改善石墨與聚合物基體的相容性,用于制備高性能聚合物基復(fù)合材料。摻雜改性是通過在石墨晶格中摻入其他元素(如氮、硼、磷),改變石墨的電子結(jié)構(gòu),例如氮摻雜石墨具有優(yōu)異的電催化性能,可用于燃料電池的催化劑。氧化改性是通過強(qiáng)氧化劑...
為進(jìn)一步拓展石墨的應(yīng)用范圍和提升其性能,科研人員開發(fā)了多種石墨與其他材料的復(fù)合技術(shù),通過將石墨與金屬、陶瓷、聚合物等材料復(fù)合,制備出性能優(yōu)異的石墨基復(fù)合材料。石墨 - 金屬復(fù)合材料(如石墨 - 銅復(fù)合材料、石墨 - 鋁復(fù)合材料)兼具石墨的耐高溫性、潤滑性和金屬的**度、高導(dǎo)電性,常用于制作滑動軸承、導(dǎo)電觸點(diǎn)等部件,在航空航天、汽車制造等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。石墨 - 陶瓷復(fù)合材料(如石墨 - 氧化鋁復(fù)合材料、石墨 - 碳化硅復(fù)合材料)具有**度、耐高溫、抗腐蝕等特性,可用于制作火箭發(fā)動機(jī)部件、高溫爐具等。石墨 - 聚合物復(fù)合材料(如石墨 - 環(huán)氧樹脂復(fù)合材料、石墨 - 聚乙烯復(fù)合材料)則具有輕量化、...
石墨具有出色的導(dǎo)熱性能,且呈現(xiàn)出明顯的各向異性 —— 在平行于層面的方向上,導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá) 1500-2000 W/(m?K),遠(yuǎn)超銅(約 401 W/(m?K))和鋁(約 237 W/(m?K)),而在垂直于層面的方向上,導(dǎo)熱系數(shù)*為 5-10 W/(m?K)。這種獨(dú)特的導(dǎo)熱特性使其成為高效散熱材料,尤其適用于電子設(shè)備的局部散熱需求。隨著電子產(chǎn)品向輕薄化、高功率化發(fā)展,傳統(tǒng)的金屬散熱片因體積大、重量重,已難以滿足需求,而石墨散熱材料(如石墨散熱膜、石墨散熱片)則憑借輕?。ê穸瓤杀≈翈孜⒚祝?、柔性好、導(dǎo)熱效率高的優(yōu)勢,廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、筆記本電腦、LED 燈等設(shè)備中。例如,在智能手機(jī)中,石墨散...
石墨是摩擦材料的重要組分,能有效調(diào)節(jié)材料的摩擦系數(shù),提升耐磨性能,廣泛應(yīng)用于汽車剎車片、離合器面片等制動部件。在制動過程中,摩擦材料需承受高溫(可達(dá) 600℃以上)與高壓,傳統(tǒng)材料易出現(xiàn)熱衰退(摩擦系數(shù)驟降)或過度磨損。而石墨的層狀結(jié)構(gòu)可在摩擦表面形成潤滑膜,降低摩擦阻力,同時(shí)其耐高溫特性能避免高溫下結(jié)構(gòu)失效;此外,石墨的導(dǎo)熱性可快速將摩擦產(chǎn)生的熱量擴(kuò)散,減少局部過熱導(dǎo)致的材料燒蝕。在汽車剎車片配方中,石墨添加量通常為 5%-15%,與樹脂、纖維、金屬粉末等復(fù)配后,可使剎車片摩擦系數(shù)穩(wěn)定在 0.3-0.4(符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)),磨損率降低 20% 以上。除汽車領(lǐng)域外,石墨基摩擦材料還用于軌道交通制動...
石墨降膜蒸發(fā)器(化工氯化銨蒸發(fā))石墨降膜蒸發(fā)器由石墨蒸發(fā)管、分布器及分離室組成,適用于化工行業(yè)氯化銨溶液的蒸發(fā)濃縮。工作時(shí),氯化銨溶液經(jīng)分布器在石墨管內(nèi)壁形成均勻液膜,管外通入蒸汽加熱,液膜快速蒸發(fā),濃縮后的氯化銨溶液(濃度從 20% 升至 45%)從底部排出。石墨材料耐氯化銨溶液腐蝕,且導(dǎo)熱效率高,單臺設(shè)備日蒸發(fā)水量達(dá) 50 噸,蒸發(fā)強(qiáng)度是搪玻璃蒸發(fā)器的 2 倍。某化工企業(yè)采用該設(shè)備后,氯化銨蒸發(fā)能耗從 800kWh/t 水降至 650kWh/t 水,年節(jié)約電費(fèi)超 20 萬元,且設(shè)備無結(jié)垢問題,清洗周期從 1 個月延長至 6 個月。柔性石墨可加工成密封件,密封性能優(yōu)異。河北批發(fā)石墨石墨吸收器...
石墨在玻璃制造行業(yè)中主要用于玻璃成型模具與玻璃澄清劑,能提升玻璃制品的質(zhì)量與生產(chǎn)效率。作為玻璃成型模具材料,石墨模具(如玻璃瓶罐模具、平板玻璃壓延模具)具有耐高溫(可耐受 1200℃以上的玻璃熔液溫度)、不粘玻璃、導(dǎo)熱均勻的特點(diǎn),在玻璃成型過程中,石墨模具可避免玻璃熔液與模具粘連,減少玻璃表面缺陷(如劃痕、氣泡),同時(shí)其快速導(dǎo)熱特性可使玻璃制品均勻冷卻,提升尺寸精度。例如,在藥用玻璃瓶制造中,石墨模具成型的玻璃瓶壁厚偏差可控制在 ±0.1mm 以內(nèi),表面光潔度可達(dá) Ra0.2μm;在光伏玻璃壓延成型中,石墨壓延輥可制備厚度均勻的玻璃基板,保障太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。作為玻璃澄清劑,石墨粉(或...