การแนะนำวิธีการสังเคราะห์ทางอุตสาหกรรมและการใช้แกรไฟต์ขยาย

กราไฟต์ขยาย หรือที่รู้จักกันในชื่อกราไฟต์เวอร์มิคูลาร์ เป็นสารประกอบผลึกที่ใช้วิธีการทางกายภาพหรือทางเคมีในการแทรกสารตั้งต้นที่ไม่ใช่คาร์บอนลงในวัสดุนาโนคาร์บอนแทรกที่ปรับขนาดตามธรรมชาติของกราไฟต์ และรวมตัวกับระนาบโครงข่ายคาร์บอนหกเหลี่ยม ในขณะที่ยังคงรักษาโครงสร้างของชั้นกราไฟต์ไว้ กราไฟต์ขยายไม่เพียงแต่รักษาคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่ยอดเยี่ยมของกราไฟต์ เช่น ความทนทานต่ออุณหภูมิสูง ความต้านทานการกัดกร่อน ฟลักซ์นิวตรอน การฉายรังสีเอกซ์และรังสีแกมมาในระยะยาวเท่านั้น แต่ยังมีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่ยอดเยี่ยม เช่น ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ การหล่อลื่นในตัวเองที่ดี การนำไฟฟ้าและความร้อน และแอนไอโซทรอปี นอกจากนี้ เนื่องจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างวัสดุแทรกและชั้นกราไฟต์ กราไฟต์ขยายจึงแสดงคุณสมบัติใหม่ที่กราไฟต์บริสุทธิ์และวัสดุแทรกไม่มี และเอาชนะความเปราะและความต้านทานแรงกระแทกของกราไฟต์ธรรมชาติ บรรณาธิการกราไฟต์ Furuite ต่อไปนี้จะแบ่งปันวิธีการสังเคราะห์ทางอุตสาหกรรมและการใช้งานของกราไฟต์ขยาย:

1. วิธีการสังเคราะห์ที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรม

①ออกซิเดชันทางเคมี

ข้อดี: การออกซิเดชันทางเคมีเป็นวิธีการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและเป็นที่ยอมรับในอุตสาหกรรม ดังนั้นจึงมีข้อได้เปรียบที่ชัดเจน เทคโนโลยีที่ทันสมัย และต้นทุนต่ำ

ข้อเสีย: สารแทรกซึมมักเป็นกรดซัลฟิวริกเข้มข้น ซึ่งใช้กรดในปริมาณมาก กระบวนการผลิตมีมลพิษจากก๊าซ Sox ที่เป็นอันตราย และสารตกค้างในผลิตภัณฑ์ยังกัดกร่อนอุปกรณ์สังเคราะห์อีกด้วย

②การออกซิเดชันทางเคมีไฟฟ้า

เช่นเดียวกับการออกซิเดชันทางเคมี เป็นหนึ่งในวิธีการสังเคราะห์ทางอุตสาหกรรมทั่วไปสำหรับกราไฟต์ขยายตัว

ข้อดี: ไม่จำเป็นต้องเติมสารออกซิไดเซอร์เข้มข้น เช่น กรดเข้มข้น และสามารถควบคุมปฏิกิริยาได้โดยการปรับพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น กระแสและแรงดันไฟฟ้า อุปกรณ์สังเคราะห์ใช้งานง่าย ปริมาณการสังเคราะห์สูง อิเล็กโทรไลต์ไม่ปนเปื้อน และสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้

ข้อเสีย: ความเสถียรของผลิตภัณฑ์สังเคราะห์ต่ำกว่าวิธีการอื่นๆ ซึ่งต้องใช้อุปกรณ์ที่สูงกว่า และมีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ บางครั้งปริมาตรของผลิตภัณฑ์ที่ขยายตัวอาจลดลงอย่างมากเนื่องจากอุณหภูมิแวดล้อมที่สูงขึ้น นอกจากนี้ ยังมีปฏิกิริยาข้างเคียงที่กระแสไฟฟ้าแรงสูงในสารละลายน้ำ ทำให้ยากต่อการสกัดสารประกอบลำดับแรก

2. สถานประกอบการผลิตหลักและกำลังการผลิต

การผลิตผลิตภัณฑ์กราไฟต์ขยายในประเทศของผมเติบโตจากระยะเริ่มต้นจนมีผู้ผลิตมากกว่า 100 ราย โดยมีผลผลิตประมาณ 30,000 ตันต่อปี และตลาดมีความเข้มข้นต่ำ นอกจากนี้ ผู้ผลิตส่วนใหญ่มักเป็นผู้ผลิตฟิลเลอร์ซีลระดับล่าง ซึ่งไม่ค่อยได้ใช้ในซีลยานยนต์และไฟเครื่องบินนิวเคลียร์ อย่างไรก็ตาม ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีภายในประเทศ สัดส่วนของผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์จะค่อยๆ เพิ่มขึ้น

3. ความต้องการและการคาดการณ์ของตลาดวัสดุปิดผนึก

ปัจจุบันกราไฟต์ขยายตัวส่วนใหญ่ใช้เป็นวัสดุปิดผนึกยานยนต์ เช่น ปะเก็นกระบอกสูบ ปะเก็นช่องไอดีและไอเสีย เป็นต้น วัสดุปิดผนึกกราไฟต์ขยายตัวในประเทศของผมส่วนใหญ่ใช้เป็นสารตัวเติมปิดผนึก ปัจจุบันมีการพัฒนากราไฟต์ขยายตัวที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำ ซึ่งสามารถลดต้นทุนการผลิตได้อย่างมาก จึงสามารถทดแทนแร่ใยหินได้ในปริมาณมากและมีความต้องการเพิ่มขึ้น ในทางกลับกัน หากสามารถทดแทนวัสดุปิดผนึกที่ทำจากพลาสติก ยาง และโลหะได้บางส่วน ความต้องการวัสดุปิดผนึกกราไฟต์ขยายตัวภายในประเทศก็จะสูงขึ้น

ในอุตสาหกรรมยานยนต์ ปะเก็นฝาสูบ ปะเก็นช่องไอดี และปะเก็นช่องไอเสียของรถยนต์แต่ละชิ้น จำเป็นต้องใช้กราไฟท์ขยายตัวประมาณ 2-10 กิโลกรัม และรถยนต์ทุกๆ 10,000 คัน จำเป็นต้องใช้กราไฟท์ขยายตัวประมาณ 20-100 ตัน อุตสาหกรรมยานยนต์ของจีนกำลังอยู่ในช่วงการพัฒนาอย่างรวดเร็ว ดังนั้น ความต้องการวัสดุปิดผนึกกราไฟท์ขยายตัวต่อปีของประเทศผมจึงยังคงอยู่ในระดับที่คาดการณ์ไว้