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        石墨比表面積測試,負極材料比表面積測定儀,電池材料比表面積儀

          發布時間:2010/11/14 點擊量:3428

        石 墨

          

          英文名稱:graphite

          分子式:C

          分子量:12.01

          CAS 登錄號:7782-42-5

          EINECS 登錄號:231-955-3

          石墨是碳質元素結晶礦物,它的結晶格架為六邊形層狀結構。每一網層間的距離為3.40人,同一網層中碳原子的間距為142A。屬六方晶系,具完整的層狀解理。解理面以分子鍵為主,對分子吸引力較弱,故其天然可浮性很好。

          石墨與金剛石、碳60、碳納米管等都是碳元素的單質,它們互為同素異形體.

          山東省萊西市為我國石墨重要產地之一,石墨探明儲量687.11萬噸,現保有儲量639.93萬噸.

          石墨質軟,黑灰色;有油膩感,可污染紙張。硬度12,沿垂直方向隨雜質的增加其硬度可增至35。比重為1923。比表面積范圍集中在1-20m2/g全自動F-Sorb 2400比表面積儀BET方法測試),在隔絕氧氣條件下,其熔點3000以上,是zui耐溫的礦物之一。

          自然界中純凈的石墨是沒有的,其中往往含有SiO2、Al2O3、FeO、CaO、P2O5、CuO等雜質。這些雜質常以石英、黃鐵礦、碳酸鹽等礦物形式出現。此外,還有水、瀝青、CO2、H2、CH4、N2等氣體部分。因此對石墨的分析,除測定固定碳含量外,還必須同時測定揮發分和灰分的含量。

          石墨的工藝特性主要決定于它的結晶形態。結晶形態不同的石墨礦物,具有不同的工業價值和用途。工業上,根據結晶形態不同,將天然石墨分為三類。

          1.致密結晶狀石墨

          致密結晶狀石墨又叫塊狀石墨。此類石墨結晶明顯晶體肉眼可見。顆粒直徑大于01毫米,比表面積范圍集中在0.1-1m2/g全自動F-Sorb 2400比表面積儀BET方法測試),晶體排列雜亂無章,呈致密塊狀構造。這種:石墨的特點是品位很高,一般含碳量為6065%,有時達8098%,但其可塑性和滑膩性不如鱗片石墨好。石墨的比表面積研究是非常重要的,石墨的比表面積檢測數據只有采用BET方法檢測出來的結果才是真實可靠的,國內有很多儀器只能做直接對比法的檢測,現在國內已經被淘汰了。目前國內外比表面積測試統一采用多點BET法,國內外制定出來的比表面積測定標準都是以BET測試方法為基礎的,請參看我國國家標準(GB/T 19587-2004)-氣體吸附BET原理測定固態物質比表面積的方法。比表面積檢測其實是比較耗費時間的工作,由于樣品吸附能力的不同,有些樣品的測試可能需要耗費一整天的時間,如果測試過程沒有實現完全自動化,那測試人員就時刻都不能離開,并且要高度集中,觀察儀表盤,操控旋鈕,稍不留神就會導致測試過程的失敗,這會浪費測試人員很多的寶貴時間。真正完全自動化智能化比表面積測試儀產品,才符合測試儀器行業的標準,同類產品全部是完全自動化的,人工操作的儀器國外早已經淘汰。真正完全自動化智能化比表面積分析儀產品,將測試人員從重復的機械式操作中解放出來,大大降低了他們的工作強度,培訓簡單,提高了工作效率。真正完全自動化智能化比表面積測定儀產品,大大降低了人為操作導致的誤差,提高測試精度。國內幾家生產比表面積測定廠商中,只有北京金埃譜科技有限公司F-Sorb 2400比表面積分析儀是真正能夠實現BET法檢測功能的儀器(兼備直接對比法),更重要的北京金埃譜科技有限公司F-Sorb 2400比表面積分析儀是迄今為止國內*完全自動化智能化的比表面積檢測設備,其測試結果與一致性很高,穩定性也很好,同時減少人為誤差,提高測試結果性。

          2.鱗片石墨

        鱗片石墨

         

          石墨晶體呈鱗片狀;這是在高強度的壓力下變質而成的,有大鱗片和細鱗片之分。此類石墨礦石的特點是品位不高,一般在23%,或10025%之間。是自然界中可浮性的礦石之一,經過多磨多選可得高品位石墨精礦。這類石墨的可浮性、潤滑性、可塑性均比其他類型石墨優越;因此它的工業價值zui大。

          3.隱晶質石墨

        隱晶質石墨

         

          隱品質石墨又稱非晶質石墨或土狀石墨,這種石墨的晶體直徑一般小于1微米,比表面積范圍集中在1-5m2/g全自動F-Sorb 2400比表面積儀BET方法測試),是微晶石墨的集合體,只有在電子顯微鏡下才能見到晶形。此類石墨的特點是表面呈土狀,缺乏光澤,潤滑性也差。品位較高。一般的6080%。少數高達90%以上。礦石可選性較差。

          石墨在工業上運用極廣,幾乎每個行業都會用到。工業上多用的是人造石墨,也就是特種石墨。按其成型的方式可分為以下幾種。

          1、等靜壓石墨。也就是很多人叫的三高石墨,但是并不是三高就是等靜壓。

          2、模壓石墨

          3、擠壓石墨,多為電極材料。

          其中按石墨的顆粒度分,也可分為:細節構石墨、中粗石墨(一般的顆粒度在0.8mm左右)、還有就是電極石墨(2-4mm)。

          石墨由于其特殊結構,而具有如下特殊性質:

          1) 耐高溫型:石墨的熔點為3850±50,沸點為4250,即使經超高溫電弧灼燒,重量的損失很小,熱膨脹系數也很小。石墨強度隨溫度提高而加強,在2000時,石墨強度提高一倍。

          2) 導電、導熱性:石墨的導電性比一般非金屬礦高一百倍。導熱性超過鋼、鐵、鉛等金屬材料。導熱系數隨溫度升高而降低,甚至在極高的溫度下,石墨成絕熱體。石墨能夠導電是因為石墨中每個碳原子與其他碳原子只形成3共價鍵,每個碳原子仍然保留1個自由電子來傳輸電荷.

          3) 潤滑性:石墨的潤滑性能取決于石墨鱗片的大小,鱗片越大,摩擦系數越小,潤滑性能越好。

          4) 化學穩定性:石墨在常溫下有良好的化學穩定性,能耐酸、耐堿和耐有機溶劑的腐蝕。

          5) 可塑性:石墨的韌性好,可碾成很薄的薄片。

          6) 抗熱震性:石墨在常溫下使用時能經受住溫度的劇烈變化而不致破壞,溫度突變時,石墨的體積變化不大,不會產生裂紋。

          名字來源:源于希臘文“graphein”,意為用來寫。由德國化學家和礦物學家A. G. Werner 1789命名;

          化學組成:成分純凈者極少,往往含各種雜質;

          類別:自然元素-非金屬元素-碳族

          晶系和空間群:六方晶系,P63/mmm;

          晶胞參數:a0=0.246nm,c0=0.670nm;

          形態:單晶體常呈片狀或板狀,但完整的很少見。集合體通常為鱗片狀,塊狀和土狀;

          顏色:鐵黑色;

          條痕:光亮黑色

          透明度:不透明

          光澤:呈半金屬光澤

          硬度:1-2

          解理和斷口:平行解理極完全;

          比重:2.21-2.26g/cm3

          比表面積5-10m2/g全自動F-Sorb 2400比表面積儀BET方法測試),

          其他性質:薄片具撓性,有滑感,易污手,具有良好的導電性;

          鑒定特征鐵黑色,硬度低,一組極完全解理,有滑感和染手;

          成因和產狀:石墨是在高溫下形成。分布zui廣是石墨的變質礦床,系由富含有機質或碳質的沉積巖經區域變質作用而成;

          主要用途:石墨在工業上用途很廣,用于制作冶煉上的高溫坩堝、機械工業的潤滑劑、制作電極和鉛筆芯;廣泛用于冶金工業的耐火材料與涂料、軍事工業火工材料安定劑、輕工業的鉛筆芯、電氣工業的碳刷、電池工業的電極、化肥工業催化劑等。鱗片石墨經過深加工,又可生產出石墨乳、石墨密封材料與復合材料、石墨制品、石墨減磨添加劑等高新技術產品,成為各個工業部門的重要非金屬礦物原料

          石墨新用途:

          隨著科學技術的不斷發展,人們對石墨也開發了許多新用途。

          柔性石墨制品。柔性石墨又稱膨脹石墨,是年代開發的一種新的石墨制品。

          年美國研究成功柔性石墨密封材料,解決了原子能閥門泄漏問題,隨后德、日、法也

          開始研制生產。這種產品除具有天然石墨所具有的特性外,還具有特殊的柔性和彈性。

          因此,是一種理想的密封材料。廣泛用于石油化工、原子能等工業領域。市場需求

          量逐年增長。

          產地:紐約Ticonderoga,馬達加斯加和Ceylon,我國以黑龍江雞西市柳毛為zui大的產地。

          石墨粉里出金剛石

          提起鉆石,人們就會聯想到光彩奪目、閃爍耀眼的情景,它隨著擁有者的活動而光芒四射。但因它的昂貴價格,大多數人只能望而卻步。盡管如此,人們對鉆石還是很向往的。你知道鉆石是什么嗎?它的化學成分是碳(C),天然的鉆石是由金剛石經過琢磨后才能稱之謂鉆石。天然的鉆石是非常的,世界上重量大于1000克拉1克=5克拉的鉆石只有2粒,400克拉以上的鉆石只有多粒,我國迄今為止發現的zui大的金剛石重158.786克拉,這就是常林鉆石。物以稀為貴,正因為可做鉆石用的天然金剛石很罕見,人們就想人造金剛石來代替它,這就自然地想到了金剛石的孿生兄弟--石墨了。

          金剛石和石墨的化學成分都是碳(C),稱同素異形體。從這種稱呼可以知道它們具有相同的,但卻不同,且有天壤之別,金剛石是目前zui硬的物質,而石墨卻是zui軟的物質之一。

          石墨和金剛石的硬度差別如此之大,但人們還是希望能用人工合成方法來獲取金剛石,因為自然界中石墨藏量是很豐富的。但是要使石墨中的碳變成金剛石那樣排列的碳,不是那么容易的。石墨在5-6萬大氣壓((5-6×103MPa)及攝氏10002000度高溫下,再用金屬鐵、鈷、鎳等做催化劑,可使石墨轉變成金剛石。

          目前世界上已有十幾個國家(包括我國)均合成出了金剛石。但這種金剛石因為顆粒很細,主要用途是做磨料,用于切削和地質、石油的鉆井用的鉆頭。當前,世界金剛石的消費中,80%的人造金剛石主要是用于工業,它的產量也遠遠超過天然金剛石的產量。

          zui初合成的金剛石顆粒呈黑色,0.5mm大小,重約0.1克拉(用于寶石的金剛石一般zui小不能小于0.1克拉)?,F在我國研制的大顆粒金剛石達3mm以上,美國、日本等已制成6.1克拉多的金剛石。我們說金剛石已從石墨中出,寶石級的人造金剛石也會在不久的將來供應于市場。

          石墨何以能取代銅?

          20世紀60年代,銅作為電極材料被廣泛應用,使用率約占90%,石墨僅有10%左右;21世紀,越來越多的用戶開始選擇石墨作為電極材料,在歐洲,超過90%以上的電極材料是石墨。銅,這種曾經占統治地位的電極材料,和石墨電極相比它的優勢幾乎消失殆盡。是什么導致了這個戲劇性的變化?當然是石墨電極的諸多優勢。

         ?。?span lang="EN-US">1)加工速度更快:通常情況下,石墨的機械加工速度能比銅快2~5倍;而放電加工速度比銅快2~3倍;

          材料更不容易變形:在薄筋電極的加工上優勢明顯;銅的軟化點在1000度左右,容易因受熱而產生變形;石墨的升華溫度為3650度;熱膨脹系數僅有銅的1/30。

         ?。?span lang="EN-US">2)重量更輕:石墨的密度只有銅的1/5,大型電極進行放電加工時,能有效降低機床(EDM)的負擔;更適合于在大型模具上的應用。

         ?。?span lang="EN-US">3)放電消耗更??;由于火花油中也含有C原子,在放電加工時,高溫導致火花油中的C原子被分解出來,轉而在石墨電極的表面形成保護膜,補償了石墨電極的損耗。

         ?。?span lang="EN-US">4)沒有毛刺;銅電極在加工完成后,還需手工進行修整以去除毛刺,而石墨加工后沒有毛刺,節約了大量成本,同時更容易實現自動化生產;

         ?。?span lang="EN-US">5)石墨更容易研磨和拋光;由于石墨的切削阻力只有銅的1/5,更容易進行手工的研磨和拋光;

         ?。?span lang="EN-US">6)材料成本更低,價格更穩定;由于近幾年銅價上漲,如今各向同性石墨的價格比銅更低,相同體積下,東洋炭素的普遍性石墨產品的價格比銅的價格低30%~60%,并且價格更穩定,短期價格波動非常小。

          正是這種*的優勢,石墨逐漸取代銅成為EDM電極的材料

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