Grafit ekspandowany, znany również jako grafit wermikularny, jest związkiem krystalicznym, który wykorzystuje metody fizyczne lub chemiczne do interkalacji reagentów niewęglowych do interkalowanych nanowęglowych materiałów grafitowych w naturalnej skali i łączenia z sześciokątnymi płaszczyznami sieci węglowej przy jednoczesnym zachowaniu struktury warstwy grafitu. Nie tylko utrzymuje doskonałe właściwości fizyczne i chemiczne grafitu, takie jak odporność na wysoką temperaturę, odporność na korozję, strumień neutronów, długotrwałe napromieniowanie rentgenowskie i gamma. Posiada również doskonałe właściwości fizyczne i chemiczne, takie jak niski współczynnik tarcia, dobre samosmarowanie, przewodność elektryczną i cieplną oraz anizotropię. Ponadto, w wyniku interakcji pomiędzy materiałem interkalowanym i warstwą grafitu, grafit ekspandowany wykazuje nowe właściwości, których nie posiadają pierwotny grafit i materiał interkalowany, a także pokonuje kruchość i odporność na uderzenia grafitu naturalnego. Następujący redaktorzy grafitu Furuite dzielą się wprowadzeniem na temat metod syntezy przemysłowej i zastosowań grafitu ekspandowanego:
1. Metody syntetyczne powszechnie stosowane w przemyśle
①Utlenianie chemiczne
Zalety: Utlenianie chemiczne jest szeroko stosowaną i ugruntowaną metodą w przemyśle. Dlatego ma oczywiste zalety, dojrzałą technologię i niski koszt.
Wada: środkiem interkalującym jest zwykle stężony kwas siarkowy, który zużywa duże ilości kwasu. W procesie produkcyjnym występuje szkodliwe zanieczyszczenie gazem Sox, a pozostałości w produkcie powodują również korozję sprzętu do syntezy.
②Utlenianie elektrochemiczne
Podobnie jak utlenianie chemiczne, jest to jedna z powszechnych metod syntezy przemysłowej grafitu ekspandowanego.
Zalety: Nie ma potrzeby dodawania silnych utleniaczy, takich jak mocne kwasy, a reakcję można kontrolować, dostosowując parametry, takie jak prąd i napięcie. Sprzęt do syntezy jest prosty, ilość syntezy jest duża, elektrolit nie jest zanieczyszczony i można go ponownie wykorzystać.
Wady: Stabilność zsyntetyzowanego produktu jest gorsza niż w przypadku innych metod, które wymagają większego sprzętu, a na jakość produktu wpływa wiele czynników. Czasami rozszerzona objętość produktu jest znacznie zmniejszona ze względu na wzrost temperatury otoczenia. Ponadto w roztworach wodnych przy dużych prądach zachodzą reakcje uboczne, dlatego trudno jest otrzymać związki pierwszego rzędu.
2. Główne przedsiębiorstwa produkcyjne i zdolności produkcyjne
Produkcja wyrobów z grafitu ekspandowanego w moim kraju wzrosła od początkowego etapu do ponad 100 producentów, z roczną produkcją na poziomie około 30 000 ton, a koncentracja rynku jest niska. Ponadto większość producentów oferuje głównie wypełniacze do uszczelek z niższej półki, rzadko stosowane w uszczelkach samochodowych i światłach lotnictwa nuklearnego. Jednak wraz z rozwojem krajowej technologii udział produktów z najwyższej półki będzie stopniowo wzrastał.
3. Zapotrzebowanie rynku i prognozy na materiały uszczelniające
Obecnie grafit ekspandowany jest stosowany głównie jako materiały uszczelniające w samochodach, takie jak uszczelki cylindrów, uszczelki otworów wlotowych i wydechowych itp. Materiały uszczelniające z grafitu ekspandowanego są w moim kraju stosowane głównie jako wypełniacze uszczelniające. Obecnie opracowano grafit ekspandowany o niskiej zawartości węgla, który może znacznie obniżyć koszty produkcji grafitu ekspandowanego, zastępując w ten sposób azbest na dużą skalę i zwiększając popyt. Z drugiej strony, w przypadku częściowej wymiany materiałów uszczelniających z tworzyw sztucznych, gumy i metalu, roczne krajowe zapotrzebowanie na materiały uszczelniające z grafitu ekspandowanego będzie większe.
W przemyśle samochodowym na każdą uszczelkę głowicy cylindrów, uszczelkę wlotu powietrza i wylotu powietrza potrzeba około 2–10 kg grafitu ekspandowanego, a na każde 10 000 samochodów potrzeba 20–100 ton grafitu ekspandowanego. Chiński przemysł samochodowy wszedł w okres szybkiego rozwoju. Dlatego roczne zapotrzebowanie mojego kraju na materiały uszczelniające z grafitu ekspandowanego jest nadal bardzo obiektywne.
Czas publikacji: 7 września 2022 r