วิธีการผลิตกราไฟต์ขยายตัวโดยทั่วไป

หลังจากที่กราไฟต์ขยายตัวได้ถูกให้ความร้อนสูงในทันที โครงสร้างของมันจะเปลี่ยนเป็นลักษณะคล้ายหนอน และปริมาตรสามารถขยายตัวได้ 100-400 เท่า กราไฟต์ขยายตัวนี้ยังคงคุณสมบัติของกราไฟต์ธรรมชาติไว้ คือมีความสามารถในการขยายตัวที่ดี มีลักษณะหลวมและมีรูพรุน และทนต่ออุณหภูมิภายใต้สภาวะที่มีออกซิเจน ช่วงอุณหภูมิใช้งานได้กว้าง ตั้งแต่ -200 ถึง 3000 ℃ คุณสมบัติทางเคมีมีความเสถียรภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูง ความดันสูง หรือการแผ่รังสี มีการใช้งานอย่างกว้างขวางในการปิดผนึกแบบไดนามิกและแบบคงที่ในอุตสาหกรรมปิโตรเลียม เคมี ไฟฟ้า การบิน ยานยนต์ เรือ และเครื่องมือวัด ต่อไปนี้ บรรณาธิการของ Furuit Graphite จะพาคุณไปทำความเข้าใจวิธีการผลิตกราไฟต์ขยายตัวทั่วไป:
1. วิธีการออกซิเดชันด้วยคลื่นอัลตราโซนิคเพื่อผลิตกราไฟต์ที่ขยายตัวได้
ในกระบวนการเตรียมกราไฟต์ขยายตัว จะมีการใช้การสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกกับอิเล็กโทรไลต์ที่ผ่านการอะโนไดซ์ โดยระยะเวลาการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกจะเท่ากับระยะเวลาการอะโนไดซ์ เนื่องจากการสั่นสะเทือนของอิเล็กโทรไลต์ด้วยคลื่นอัลตราโซนิกมีประโยชน์ต่อการโพลาไรซ์ของแคโทดและแอโนด ทำให้ความเร็วของการออกซิเดชันแบบแอโนดเพิ่มขึ้นและระยะเวลาการออกซิเดชันสั้นลง
2. วิธีการใช้เกลือหลอมเหลวทำให้ได้กราไฟต์ที่ขยายตัวได้
นำเม็ดมีดหลายเม็ดมาผสมกับกราไฟต์ แล้วให้ความร้อนเพื่อสร้างกราไฟต์ที่ขยายตัวได้
3. วิธีการแพร่กระจายในเฟสแก๊สถูกนำมาใช้ในการผลิตกราไฟต์ที่ขยายตัวได้
นำกราไฟต์และวัสดุแทรกเข้าไปวางไว้ที่ปลายทั้งสองด้านของท่อปิดผนึกสุญญากาศ จากนั้นให้ความร้อนที่ปลายด้านที่มีวัสดุแทรกอยู่ และความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างปลายทั้งสองด้านจะสร้างความดันปฏิกิริยาที่จำเป็น ทำให้วัสดุแทรกเข้าไปในชั้นกราไฟต์ในรูปโมเลกุลขนาดเล็ก จึงได้กราไฟต์ขยายตัวได้ วิธีนี้สามารถควบคุมจำนวนชั้นของกราไฟต์ขยายตัวได้ แต่ต้นทุนการผลิตสูง
4. วิธีการแทรกทางเคมีทำให้ได้กราไฟต์ที่ขยายตัวได้
วัตถุดิบเริ่มต้นที่ใช้ในการเตรียมคือแกรไฟต์เกล็ดที่มีคาร์บอนสูง และสารเคมีอื่นๆ เช่น กรดซัลฟิวริกเข้มข้น (มากกว่า 98%) ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (มากกว่า 28%) โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต เป็นต้น ล้วนเป็นสารเคมีเกรดอุตสาหกรรม ขั้นตอนการเตรียมโดยทั่วไปมีดังนี้: ที่อุณหภูมิที่เหมาะสม สารละลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ แกรไฟต์เกล็ดธรรมชาติ และกรดซัลฟิวริกเข้มข้นในสัดส่วนต่างๆ จะทำปฏิกิริยากันเป็นระยะเวลาหนึ่งภายใต้การกวนอย่างต่อเนื่องด้วยวิธีการเติมที่แตกต่างกัน จากนั้นล้างด้วยน้ำจนเป็นกลางและปั่นแยก หลังจากนั้นทำให้แห้งด้วยสุญญากาศที่อุณหภูมิ 60 °C
5. การผลิตกราไฟต์ขยายตัวด้วยกระบวนการทางไฟฟ้าเคมี
ผงกราไฟต์จะถูกบำบัดในสารละลายกรดเข้มข้นเพื่อผลิตกราไฟต์ขยายตัว จากนั้นจึงทำการไฮโดรไลซิส ล้าง และทำให้แห้ง โดยกรดเข้มข้นที่ใช้ส่วนใหญ่จะเป็นกรดซัลฟิวริกหรือกรดไนตริก กราไฟต์ขยายตัวที่ได้จากวิธีนี้จะมีปริมาณกำมะถันต่ำ