膨胀石墨的毫米波二维平面衰减性能研究

本文报道了不同长度膨胀石墨蠕虫的毫米波二维平面衰减实验结果 ,并将其与传统的微波干扰材料———铝箔条的毫米波衰减性能作了对比研究。结果表明 ,尽管膨胀石墨蠕虫在物理形状上与铝箔条有相似之处 ,并且具有一定的导电性能 ,但其对毫米波的衰减特性并不符合半波谐振子模型所推导出的结论。膨胀石墨蠕虫对毫米波的衰减为散射和吸收作用的综合结果。     

膨胀石墨的毫米波二维平面衰减性能研究

本文报道了不同长度膨胀石墨蠕石的毫米波二维平面衰减实验结果，并将其与传统的微波干扰材料－铝箔条的毫米波衰减性能作了对比研究，结果表明，尽管膨胀石墨蠕虫在物理形状上与铝箔条有相似之处，并且具有一定的导电性能，但其对毫米波的衰减特性并不符合半波谐振子模型所推导出的结论。膨胀石墨蠕虫对毫米波的衰减为散射和吸收作用的综合结果。     

石墨与膨胀石墨

石墨具有显著的各向异性,层间距较大,易插入其他原子或分子化合物而形成石墨层间化合物。某些层间化合物在高温下急骤分解气化,沿薄弱的C轴方向膨胀,形成膨膨石墨。本文将叙述石墨、石墨层间化合物、膨胀石墨的结构特征和膨胀石墨的性质及其应用。     

单根膨胀石墨蠕虫压片的晶粒结构

用金相显微镜研究了单根膨胀石墨蠕虫压片的表面,发现其具有类似于金属的金相结构.用金属粒度评级软件对所得图像的晶间界进行重构,并分析了其平均粒径.结果表明:蠕虫压片晶粒平均粒径为30 μm～45μm,与原始天然鳞片石墨的粒度及膨胀工艺无关.X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)与原子力显微镜(AFM)观察表明:蠕虫压片晶粒存在亚结构,亚结构晶粒内部石墨的结晶完善,单个亚晶粒与原始鳞片石墨外观相同,呈片状,La为3μm ～8μm,Lc为30nm ～80nm.此外,根据XRD数据计算了压片后的膨胀石墨晶粒的取向度和峰背比值,发现晶粒沿垂直于压力的平面取向排列,并且压力越大,晶体的取向越明显.     

膨胀石墨的吸附作用

本文介绍了膨胀石墨吸附性能研究现状，讨论了膨胀石墨的微观结构，表面特性和吸附特性。在此基础上对膨胀石墨吸附方面的应用进行了综述，讨论了进一步研究的方向。     

基于微波膨胀法制备石墨蠕虫的工艺

制备品质优良的石墨蠕虫是石墨烯工业化的研究热点。采用微波膨胀法对可膨胀石墨进行剥离,成功制备得到石墨蠕虫。比较了高温加热法、普通微波设备法、专用微波设备法这三种方法制备石墨蠕虫的效果,结果表明,专用微波设备法制备的石墨蠕虫品质最好,1g可膨胀石墨制备的石墨蠕虫体积可达333mL,比表面积可达280m~2/g。与高温加热法相比,微波膨胀法具有制备速度快、蠕虫品质好、过程节能等优点,是一种大批量生产石墨蠕虫切实可行的方案。     

影响膨胀石墨膨胀容积因素的研究

以硫酸（98％）为插层剂、过氧化氢（30％）为氧化剂，用化学法制备膨胀石墨。通过正交实验确定最佳制备备件。结果表明：当石墨与硫酸重量比为1：3，硫酸与过氧化氢体积比为1：0．1，反应时间90min，反应温度50℃，膨化温度1000％，膨化时间20s时，膨胀石墨的膨胀容积可达250ml／g。     

膨胀石墨复合材料的电磁特性及其3mm、8mm波动态衰减性能研究

通过高温下膨化二茂铁与可膨胀石墨混合物的方法, 制得附着铁氧化物的膨胀石墨复合材料. 铁氧化物的主要成分为Fe₂O₃、Fe₃O₄, 随着铁氧化物含量的增加, 其平均电导率呈下降趋势, 而磁化强度逐渐增强, 复合材料呈亚铁磁性. 在不影响膨胀石墨电损耗吸收的同时, 复合材料增加了磁损耗吸收, 其3mm、8mm波动态衰减效果明显优于单纯的膨胀石墨. 二茂铁和可膨胀石墨的质量比为2～3:5时, 3mm、 8mm波动态衰减能力最强.     

石墨层间化合物和膨胀石墨

石墨是一种典型的层状结构炭材料 ,其各层面间由较弱的范德华力连接 ,所以人们可以用物理或化学的方法将其它异类粒子如原子、分子、离子甚至原子团插入到晶体石墨的层间 ,生成一种新的层状化合物 ,这种材料被称做石墨层间化合物 (GraphiteIntercalation Compound,简称 GIC)。实验室常用的合层方法有加热法、化学法、电化学法、光化学法等。不同种类的插入物将导致不同的插层结构 ,使其既不同于母体石墨 ,也不同于客体材料 ,而赋予了石墨层间化合物独特的物理和化学性能 ,如高导电性 ,超导特性 ,电池性能 ,催化特性 ,膨胀性能等。天然鳞…     

水交换法制备低温可膨胀石墨的研究

采用一种新型的水交换法制备工艺,以天然石墨、高锰酸钾、浓硫酸为原料,制得了在160℃时即可发生膨胀的低温可膨胀石墨.采用热失重分析(TGA)、傅立叶转换红外光谱分析(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对其结构进行了表征与分析.结果表明,通过水交换法使得插入石墨层间的主要物质为水,水在低温下瞬间汽化对石墨片层产生张力,导致石墨低温膨胀.因此,石墨发生膨胀时无有害小分子释放,对环境友好.     

膨胀石墨的毫米波二维平面散射截面研究

本文报道了不同平面密度下或不同长度的膨胀石墨蠕虫的毫米波二维平面散射截面的实验结果，并将其与镀铝玻璃纤维和铝箔条的相关实验结果作了对比研究。结果表明，膨胀石墨蠕虫虽然在物理形状上与镀铝玻璃纤维和铝箔条有相似之处，并且具有一定的导电性能，但其对毫米波的散射特性并不符合半波谐振子模型所推导的结论，且其毫米波散射截面远远小于镀铝玻璃纤维和铝箔条。     

膨胀石墨的形貌、成分与结构变化研究

膨胀石墨是重要的工业应用材料,但其微观形貌、成分与晶体结构随膨胀倍率的变化规律认识仍不足。选择 H 2 SO4+HNO3+KMnO4+FeCl3作为插层氧化体系,通过对鳞片原料石墨化学氧化制备出可膨胀石墨,分别在400℃、600℃、800℃、1000℃下膨化处理获得不同的膨胀石墨。针对上述几种石墨,采用 OM、SEM、EDS、XRD等技术对比研究了其形貌、成分与结构的变化。结果表明,原料石墨、可膨胀石墨与膨胀石墨分别呈现层片状、褶皱状和蠕虫状的微观形貌,插层物主要由 S 与 O 组成,膨胀石墨的 S 与 O 含量显著低于可膨胀石墨,且其含量随着膨化温度提高逐渐降低。这些石墨具有相同的密排六方结构,其中可膨胀石墨的晶格常数显著大于原料石墨,反映出插层后石墨结晶度的严重劣化。膨胀石墨的结晶度稍差于原料石墨,但压片处理后得到改善,更高温度膨化的石墨改善更加明显,且优于原料石墨,这预示着高温膨化石墨的应用可塑性更强,具有更好的应用前景。     

膨胀石墨的尺寸效应

以不同产地、不同粒度的鳞片石墨为原料, 采用硫酸、硝酸、高锰酸钾的适当配比为氧化剂制备膨胀石墨, 发现石墨膨胀倍数从粒度>420μm的750mL/g减小至95～85μm的110mL/g. 电镜及压汞法观察膨胀石墨的形貌及微孔的特征, 表明膨胀石墨的孔隙大小随粒度减小而减小, 反映出膨胀石墨存在尺寸效应.不同粒度的膨胀石墨的灰分、硫分和对机油的吸附能力不同, 与不同粒度膨胀石墨制备的柔性石墨板的抗拉强度也不同. 这种效应源自石墨的结晶程度的不同.     

改性膨胀石墨电学特性试验研究

将不同粒径的改性可膨胀石墨,经高温膨胀后得到的膨胀石墨置于电路测试装置中,固定电极间隙,接通电源,逐渐提高施加电压,记录电压及电流的变化情况,通过测定其电阻揭示膨胀石墨电学特性的变化规律。     

膨胀石墨对水面浮油的吸附性能

以硫酸为插层剂、过氧化氢为氧化剂,用化学法制备了膨胀石墨,分析了膨胀石墨对水面原油的吸附过程,测试了膨胀石墨对水面原油和齿轮油的最大吸附量。结果表明:膨胀石墨对水面原油和齿轮油的最大吸附量均与油的黏度和温度有关,最大吸附量随温度的升高而升高,随黏度的升高而降低。     

膨胀石墨表面化学镀Ag及Ni-Co-Fe合金的研究

采用化学镀技术在膨胀石墨表面包覆Ag及Ni-Co-Fe合金,用扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）及振动磁强计等方法对镀层形貌、组分、结构及磁性能进行表征,结果表明,膨胀石墨表面镀层较平整光滑,厚度均匀,包覆银后的膨胀石墨没有磁性能,而包覆镍铁钴、镍铁钴/银、银/镍铁钴后的膨胀石墨磁性能明显增强,饱和磁化强度σs-Ni-Fe-Co=10.2emu/g、σs-Ni-Fe-Co/Ag=6.3emu/g、σs-Ag/Ni-Fe-Co=2.4emu/g。     

可膨胀石墨/环氧树脂体系的固化动力学

采用非等温差示扫描量热(DSC)法分别对环氧树脂(EP)及可膨胀石墨/环氧树脂(EG/EP)体系的固化过程进行了研究。利用Kissinger和Crane法计算得到两种体系固化反应的表观活化能Ea、指前因子A、固化反应级数n等动力学参数,建立了固化反应动力学方程,并用T-β外推法确定了固化工艺温度。结果表明,EG的加入,降低了EP体系固化反应的完全程度,对固化反应时间的影响不大,体系的Ea由63.15 kJ/mol升高到65.89 kJ/mol,A由2.02×107提升到4.5×107,两种体系的反应级数基本一致,同时,EG的加入对体系固化工艺温度影响不大。     

膨胀石墨/石蜡复合材料的制备及热管理性能

石蜡作为相变材料(PCM),膨胀石墨(EG)为导热增强剂,制备不同EG含量的膨胀石墨/石蜡(EG/PCM)复合材料。采用瞬态热线法测量样品的导热系数;把EG/PCM应用于锂离子电池热管理,研究不同EG含量的EG/PCM热管理性能;采用ANSYS软件分析EG/PCM的导热系数对锂离子电池热管理的影响。结果表明:EG的加入大幅度提高了PCM的导热系数,EG含量≥9%时,EG/PCM的导热系数呈各向异性;锂离子电池表面温度随EG含量增加而减小,EG(12)/PCM(88)表现出优异的热管理性能;适当地提高EG/PCM的径向导热系数,有利于提高它的热管理性能。