Химик оксидлашу ысулы - киңәйтелә торган графит әзерләүнең традицион ысулы. Бу ысулда табигый кабырчыклы графит тиешле оксидлаштыргыч һәм катлауландыручы агент белән кушыла, билгеле бер температурада контрольдә тотыла, даими болгатыла, юыла, фильтрлана һәм киптерелә, киңәйтелә торган графит алына. Химик оксидлашу ысулы сәнәгатьтә гади җиһазлар, уңайлы эшләү һәм арзан бәя кебек өстенлекләр белән чагыштырмача өлгергән ысулга әйләнде.
Химик оксидлашу процессы этапларына оксидлашу һәм интеркаляция керә. Графитның оксидлашуы - киңәюче графит барлыкка килүнең төп шарты, чөнки интеркаляция реакциясенең шома баруы графит катламнары арасындагы ачылу дәрәҗәсенә бәйле. Бүлмә температурасында табигый графит бик яхшы тотрыклылыкка һәм кислота һәм селтегә каршы торучанлыкка ия, шуңа күрә ул кислота һәм селте белән реакциягә керми, шуңа күрә оксидант өстәү химик оксидлашуда кирәкле төп компонентка әйләнде.
Оксидантларның күп төрләре бар, гадәттә кулланыла торган оксидантлар каты оксидантлар (мәсәлән, калий перманганаты, калий дихроматы, хром триоксиды, калий хлораты һ.б.), шулай ук кайбер оксидлаштыручы сыек оксидантлар (мәсәлән, водород пероксиды, азот кислотасы һ.б.) булырга мөмкин. Соңгы елларда калий перманганаты киңәйтелә торган графит әзерләүдә кулланыла торган төп оксидант булуы ачыкланды.
Оксидлаштыручы тәэсирендә графит оксидлаша һәм графит катламындагы нейтраль челтәр макромолекулалары уңай зарядлы яссы макромолекулаларга әйләнә. Шул ук уңай зарядның этәргеч йогынтысы аркасында графит катламнары арасындагы ара арта, бу интеркалаторның графит катламына шома керүе өчен канал һәм урын бирә. Киңәйтелә торган графит әзерләү процессында интеркалятор агенты, нигездә, кислота. Соңгы елларда тикшеренүчеләр, нигездә, күкерт кислотасы, азот кислотасы, фосфор кислотасы, хлор кислотасы, катнаш кислота һәм бозлы сиркә кислотасын кулланалар.
Электрохимик ысул даими ток режимында үткәрелә, электролит буларак сулы эремә кулланыла, графит һәм металл материаллар (дат басмас корыч материал, платина пластинасы, кургаш пластинасы, титан пластинасы һ.б.) композит анод тәшкил итә, металл материаллар электролитка катод буларак кертелә, ябык контур барлыкка китерә; яки электролитта эленеп торган графит, электролитта бер үк вакытта тискәре һәм уңай пластинага кертелә, ике электрод аша анодлы оксидлашу процессы белән энергияләнә. Графит өслеге карбокациягә оксидлаша. Шул ук вакытта, электростатик тартылу һәм концентрация аермасы диффузиясенең берләштерелгән тәэсирендә, кислота ионнары яки башка поляр интеркалант ионнары графит катламнары арасына урнаштырыла һәм киңәюче графит барлыкка китерә.
Химик оксидлашу ысулы белән чагыштырганда, электрохимик ысул, оксидант кулланмыйча, бөтен процесс дәвамында киңәйтелә торган графит әзерләү өчен кулланыла, эшкәртү күләме зур, коррозияле матдәләрнең калдык күләме аз, реакциядән соң электролитны кабат эшкәртергә мөмкин, кислота күләме кими, чыгымнар экономияләнә, әйләнә-тирә мохит пычрануы кими, җиһазларга зыян аз килә һәм хезмәт итү вакыты озая. Соңгы елларда электрохимик ысул күп кенә предприятиеләр тарафыннан киңәйтелә торган графит әзерләү өчен өстенлекле ысулга әйләнде, күп өстенлекләр белән.
Газ фазасындагы диффузия ысулы - интеркалаторны графит белән газ формасында тоташтыру һәм интеркаляция реакциясен үткәрү юлы белән киңәйтелә торган графит алу. Гадәттә, графит һәм өстәмә җылылыкка чыдам пыяла реакторның ике очына да урнаштырыла, һәм вакуум насос белән суырыла һәм ябыла, шуңа күрә ул ике камералы ысул буларак та билгеле. Бу ысул еш кына сәнәгатьтә галогенид-EG һәм селте металл-EG синтезлау өчен кулланыла.
Өстенлекләре: реакторның структурасын һәм тәртибен контрольдә тотарга мөмкин, һәм реагентларны һәм продуктларны җиңел аерырга мөмкин.
Кимчелекләре: реакция җайланмасы катлаулырак, эшләү авыррак, шуңа күрә чыгару чикләнгән, һәм реакция югары температура шартларында башкарылырга тиеш, вакыт озаграк, һәм реакция шартлары бик югары, әзерләү мохите вакуум булырга тиеш, шуңа күрә җитештерү бәясе чагыштырмача югары, зур күләмле җитештерү өчен яраклы түгел.
Катнаш сыек фаза ысулы - кертелгән материалны графит белән турыдан-туры кушу, инерт газның хәрәкәтчәнлеге яки җылыту реакциясе өчен герметик система ярдәмендә киңәйтелә торган графит әзерләү. Ул гадәттә селте металл-графит катламара кушылмаларын (ГМК) синтезлау өчен кулланыла.
Өстенлекләре: Реакция процессы гади, реакция тизлеге тиз, графит чималы һәм өстәмәләренең нисбәтен үзгәртү аша билгеле бер структурага һәм киңәйтелә торган графит составына ирешергә мөмкин, бу массакүләм җитештерү өчен күбрәк яраклы.
Кимчелекләре: Формалашкан продукт тотрыксыз, ГИКлар өслегенә беркетелгән ирекле кертелгән матдә белән эш итү авыр, һәм күп күләмдә синтез ясаганда графит катламара кушылмаларының консистенциясен тәэмин итү авыр.
Эретү ысулы - графитны интеркаляция материалы белән кушу һәм җылыту, шуның белән киңәйтелә торган графит әзерләү. Эвтектик компонентлар системаның эрү температурасын (һәр компонентның эрү температурасыннан түбәнрәк) төшерә алуына нигезләнеп, бу ысул графит катламнары арасына бер үк вакытта ике яки аннан да күбрәк матдә (эретелгән тоз системасы формалаштырырга сәләтле булырга тиеш) кертү юлы белән өчлекле яки күп компонентлы ГИКлар әзерләү ысулы. Гадәттә металл хлоридларын - ГИКларны әзерләүдә кулланыла.
Өстенлекләре: Синтез продукты яхшы тотрыклылыкка ия, юарга җиңел, реакция җайланмасы гади, реакция температурасы түбән, вакыты кыска, зур күләмле җитештерү өчен яраклы.
Кимчелекләре: реакция процессында продуктның тәртип структурасын һәм составын контрольдә тоту авыр, һәм масса синтезында продуктның тәртип структурасы һәм составының тотрыклылыгын тәэмин итү авыр.
Басымлы ысул - графит матрицасын селтеле җир металлы һәм сирәк җир металлы порошогы белән кушу һәм басымлы шартларда M-GICS алу өчен реакциягә керү.
Кимчелекләре: Металлның пар басымы билгеле бер чиктән арткан очракта гына, кертү реакциясен үткәрергә мөмкин; ләкин температура бик югары, металл һәм графит карбидлар барлыкка китерүе җиңел, тискәре реакция, шуңа күрә реакция температурасы билгеле бер диапазонда көйләнергә тиеш. Сирәк җир металларының кертү температурасы бик югары, шуңа күрә реакция температурасын киметү өчен басым кулланырга кирәк. Бу ысул түбән эрү температурасы булган металл-ГИКС әзерләү өчен яраклы, ләкин җайланма катлаулы һәм эшләү таләпләре катгый, шуңа күрә ул хәзер сирәк кулланыла.
Шартлау ысулы гадәттә графит һәм KClO4, Mg(ClO4)2·nH2O, Zn(NO3)2·nH2O кебек киңәю агентларын яки әзерләгән катнашмаларны куллана. Графит җылытылганда, камбий кушылмасының оксидлашу һәм интеркаляция реакциясенә керә, аннары ул "шартлау" ысулы белән киңәя, шулай итеп киңәюче графит барлыкка килә. Металл тозы киңәю агенты буларак кулланылганда, продукт катлаулырак була, ул киңәюче графит кына түгел, ә металл да була.
