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可膨胀石墨的形成机理

2019-05-30 16:24:16【



天然鳞片石墨晶体具有很好的层状结构,每层的碳原子以sp²杂化的q键与邻近的三个碳原子之间形成牢固的共价键,排列成六角形网状平面结构。石墨粉质软,黑灰色;有油腻感,可污染纸张。硬度为1~2,沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至3~5。比重为1.9~2.3。在隔绝氧气条件下,其熔点在3000℃以上,是最耐温的矿物之一。同时,每个碳原子还以一个p电子形成一个大π键,这样平面内碳原子结合牢固,而层与层之间的碳原子以微弱的范瓦耳斯力相结合,这种层状结构使碳原子层与层之间距离较大。

因此,在一定条件下,一些离子化势小的碱金属和电子亲和能大的酸、卤素、卤化物等容易插入石墨层间,使石墨层间失去较活泼的电子而被氧化形成石墨层间化合物,即可膨胀石墨。

同时,在石墨c轴方向形成超点阵。石墨粉质软,黑灰色;有油腻感,可污染纸张。硬度为1~2,沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至3~5。

比重为1.9~2.3。在隔绝氧气条件下,其熔点在3000℃以上,是最耐温的矿物之一。可膨胀石墨在瞬间高温作用下,层间化合物急剧分解和气化,产生一种沿c轴方向的推力,在推力作用下可膨胀石墨迅速膨胀几十倍甚至数百倍。膨胀后的石墨呈蠕虫状大小在零点几毫米到几毫米之间,内部具有大量独特的网络状微孔结构,即所谓的 ;石墨蠕虫 ;。

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