Grafit ekspandowany, znany również jako grafit wermikularny, to związek krystaliczny, który wykorzystuje metody fizyczne lub chemiczne do interkalacji niewęglowych reagentów w naturalnie skalowane grafitowe interkalowane materiały nanowęglowe i łączy się z heksagonalnymi płaszczyznami sieci węglowej, zachowując jednocześnie strukturę warstwy grafitu. Zachowuje on nie tylko doskonałe właściwości fizyczne i chemiczne grafitu, takie jak odporność na wysokie temperatury, korozję, strumień neutronów, długotrwałe napromieniowanie rentgenowskie i gamma. Posiada również doskonałe właściwości fizyczne i chemiczne, takie jak niski współczynnik tarcia, dobre samosmarowanie, przewodność elektryczna i cieplna oraz anizotropia. Ponadto, dzięki interakcji między materiałem interkalowanym a warstwą grafitu, grafit ekspandowany wykazuje nowe właściwości, których nie posiada grafit pierwotny i materiał interkalowany, i przewyższa kruchość i udarność grafitu naturalnego. Poniżsi redaktorzy Furuite Graphite dzielą się wprowadzeniem do przemysłowych metod syntezy i zastosowań grafitu ekspandowanego:
1. Metody syntetyczne powszechnie stosowane w przemyśle
①Utlenianie chemiczne
Zalety: Utlenianie chemiczne jest powszechnie stosowaną i uznaną metodą w przemyśle. Dlatego też ma oczywiste zalety, dojrzałą technologię i niski koszt.
Wada: Czynnikiem interkalującym jest zazwyczaj stężony kwas siarkowy, który zużywa dużą ilość kwasu. W procesie produkcyjnym występuje zanieczyszczenie szkodliwym gazem SOX, a pozostałości w produkcie powodują korozję urządzeń do syntezy.
②Utlenianie elektrochemiczne
Podobnie jak utlenianie chemiczne, jest to jedna z powszechnych metod przemysłowej syntezy grafitu ekspandowanego.
Zalety: Brak konieczności dodawania silnych utleniaczy, takich jak mocne kwasy, a reakcję można kontrolować poprzez regulację parametrów, takich jak natężenie prądu i napięcie. Sprzęt do syntezy jest prosty, ilość syntezowanego materiału jest duża, elektrolit nie jest zanieczyszczony i można go ponownie wykorzystać.
Wady: Stabilność syntetyzowanego produktu jest niższa niż w przypadku innych metod, które wymagają użycia większej ilości sprzętu, a na jakość produktu wpływa wiele czynników. Czasami objętość produktu po rozszerzeniu ulega znacznemu zmniejszeniu ze względu na wzrost temperatury otoczenia. Ponadto, w roztworach wodnych występują reakcje uboczne przy wysokich prądach, co utrudnia uzyskanie związków 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 około 30 000 ton, a koncentracja rynku jest niska. Ponadto większość producentów produkuje głównie niskiej jakości wypełniacze do uszczelnień, rzadko stosowane w uszczelnieniach samochodowych i lampach lotnictwa jądrowego. Jednak wraz z rozwojem technologii krajowych, udział produktów wysokiej klasy będzie stopniowo wzrastał.
3. Popyt rynkowy i prognoza na materiały uszczelniające
Obecnie grafit ekspandowany jest stosowany głównie jako materiał uszczelniający w przemyśle motoryzacyjnym, na przykład w uszczelkach cylindrów, uszczelkach portów dolotowych i wydechowych itp. W moim kraju materiały uszczelniające z grafitu ekspandowanego są stosowane głównie jako wypełniacze. Obecnie opracowano grafit ekspandowany o niskiej zawartości węgla, który może znacznie obniżyć koszty produkcji grafitu ekspandowanego, zastępując tym samym azbest na dużą skalę i zwiększając na niego popyt. Z drugiej strony, jeśli materiały uszczelniające z tworzyw sztucznych, gumy i metalu zostaną częściowo zastąpione, roczne zapotrzebowanie na materiały uszczelniające z grafitu ekspandowanego w kraju będzie większe.
W przemyśle motoryzacyjnym każda uszczelka głowicy cylindra, uszczelka wlotu powietrza i uszczelka kanału wydechowego wymagają około 2–10 kg grafitu ekspandowanego, a każde 10 000 samochodów potrzebuje 20–100 ton grafitu ekspandowanego. Chiński przemysł motoryzacyjny wszedł w okres dynamicznego rozwoju. Dlatego roczne zapotrzebowanie mojego kraju na materiały uszczelniające z grafitu ekspandowanego jest nadal bardzo zmienne.
Czas publikacji: 07.09.2022