鱗片石墨是石墨的一種,因為形似魚鱗狀,屬于六方晶系,呈層狀結(jié)構(gòu),因此被稱為鱗片石墨。鱗片石墨其結(jié)晶完整,片薄且韌性好,物化性能優(yōu)異,具有良好的熱傳導(dǎo)性、 導(dǎo)電性、抗熱震性,耐腐蝕性等,是一種天然的固體潤滑劑,主要作為耐火材料和涂料使用。
鱗片石墨是天然石墨。石墨分為人造石墨和天然石墨,鱗片石墨是一種天然結(jié)晶石墨,是直接從鱗片石墨礦中開采提取出來的石墨。從鱗片石墨礦中開采出的石墨原料,經(jīng)原礦破碎、濕式粗磨、粗選、粗精礦再磨再選、精選、脫水干燥、分級包裝等工序處理,即得到成品鱗片石墨。
鱗片石墨有多種規(guī)格,一般是粉狀的,根據(jù)鱗片的大小不同,鱗片石墨可分為大鱗片石墨和細(xì)鱗片石墨,大鱗片石墨是指+50目、+80目、+100目的鱗片狀石墨,低于這些目數(shù)的鱗片石墨叫做細(xì)鱗片石墨。
此外,根據(jù)固定碳含量的不同,鱗片石墨還可以分為高純石墨、高碳石墨、中碳石墨、低碳石墨,不同含碳量的鱗片石墨可制造不同的下游產(chǎn)品。碳含量高于99.9%的為高純石墨,碳含量在94~99%之間的為高碳含量;碳含量在80~94%之間的為中碳石墨;碳含量在50~80%之間的為低碳石墨。
(1)耐火材料
鱗片石墨廣泛用于冶金工業(yè)的高級耐火材料與涂料。如鎂碳磚、坩堝等。軍事工業(yè)火工材料安定劑、冶煉工業(yè)脫硫增速劑、輕工業(yè)的鉛筆芯、電氣工業(yè)的碳刷、電池工業(yè)的電極、化肥工業(yè)的催化劑等。
鱗片石墨經(jīng)過深入加工,又可以生產(chǎn)出石墨乳,用于潤滑劑、脫模劑、拉絲劑、導(dǎo)電涂料等。還可以生產(chǎn)膨脹石墨,用于柔性石墨制品原料,如柔性石墨密封件及柔性石墨復(fù)材料制品等。
(2)涂料
鱗片石墨作為涂料的功能填料主要用于防腐涂料、防火涂料和導(dǎo)電涂料。
作為防腐材料,它和炭黑、滑石粉及油料等制成的防銹底漆,具有良好的耐化學(xué)品和溶劑腐蝕性能;若在配方中加入鋅黃等化學(xué)顏料,其防銹效果更好。
用作防火涂料的是可膨脹石墨,它是以天然石墨鱗片為原料,經(jīng)化學(xué)或電化學(xué)處理而得到的一種石墨層間化合物??膳蛎浭谑軣釛l件下,體積急劇膨脹(最高可達(dá)300倍)窒息了火焰,同時生成膨脹物,達(dá)到隔絕火焰,延遲或中斷火焰蔓延的作用,且本身不燃,柔軟性好,表面能高,炭化層強度好。但是膨脹體的體積和用量要選擇適宜。試驗表明,150um的顆粒、30%的膨脹倍數(shù)、5%的用量最為合適。
鱗片石墨可直接作為碳類導(dǎo)電填料亦可制成復(fù)合導(dǎo)電填料用于導(dǎo)電涂料。但由于石墨鱗片的添加量較大,會使涂料的性能變脆而使其應(yīng)用受到一定限制。因此,采取措施進一步提高石墨的導(dǎo)電性,有效降低石墨鱗片的添加量。國內(nèi)天華化工機械研究院開發(fā)了以高溫耐腐蝕樹脂為基料,以導(dǎo)靜電能力較強的大片狀實體石墨鱗片為主要骨料,以本體強度高 耐磨性好。
(3)膨脹石墨
作為一種新型功能性碳素材料,膨脹石墨(EG)是由天然石墨鱗片經(jīng)插層、水洗、干燥、高溫膨化得到的一種疏松多孔的蠕蟲狀物質(zhì),制作須使用大鱗片石墨,細(xì)粒級的不能使用或者很難使用。
(4)石墨負(fù)極電池材料
石墨導(dǎo)電性能優(yōu)異,比一般非金屬礦高100倍,是目前應(yīng)用最廣泛的鋰離子電池負(fù)極材料。鱗片石墨和人造石墨均可用于電池負(fù)極材料,二者各有優(yōu)勢,但土狀石墨由于電容太低,無法作為石墨負(fù)極電池材料。
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