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石墨材料在高温下发生审美物理化学变化?

作者:http://www.dgshimozhipin.com 发布时间:2023-09-02 09:24:59

       石墨材料首要是由多晶石墨构成。石墨是以一种碳原子之间呈六角形平面网格的层状晶体。虽然石墨归于无机非金属资料,但因它具有杰出的热电传导性而被称为半金属,石墨具有比某些金属还要高的热电传导性,石墨资料在高温下产生的物理化学变化。
       石墨材料的化学性质稳定,因此是一种耐腐蚀资料。但在必定条件下,碳也会和其他物质产生作用,其首要反响有:在高温下与氧化性气氛或强氧化性酸中产生氧化作用;在高温下熔解于金属并生成碳化物;生成石墨层间化合物。
       在常温下,炭与各种气体不产生化学反响在350℃左右,无定形炭即有睨显的氧化反响,石墨在450℃左右也开端产生氧化反响。石墨化程度愈高,石墨的晶体结构愈完好,其反响活化能大,抗氧化性能好,在800度以内,到达同一氧化速度的温度,石墨资料约比炭资料高50~100℃在同一资料内,粘结剂炭有优先氧化的倾向,所以氧化反响进行到必定程度时,骨料颗粒会产生脱落。
      在较低的温度下,如空气供应满足,炭和石墨资料则首要进行如下反响:C+O2—CO2在较高的温度下,炭和石墨资料又开端产生如下反响:C+1/ZO2一CO赤热的炭和石墨资料与水蒸气约在700℃左右开端反响:C+H2O—CO+H2C+2H2O—C02+2H2赤热的炭和石墨资料与CO的氧化反响在更高的温度下才能进行:C+CO2—2C0炭与气体之间反响应归于气固反响,氧化反响速度与当时的反响面积巨细、资料的气孔率及气体压力等因素有关,其反响速度既取决于外表的化学反响速度,也与气体分子向资料内分散有关。
       若资料的气孔率高,特别是开气孔率多时,气体分子容易分散到资料内部,参加反响的外表积大,氧化速度就快,当运用温度低时,氧化反响速度不高,气体分子有满足的时刻分散到资料内部,这时氧化反响速度与资料的气孔结构及反响活性有关。当温度高于800~C时化学反响速率快,而气体分子向资料气孔内分散却因热运动而减慢,氧化反响只在外表进行,氧化速率受外表气流速度所分配与资料品种关系较小。
       资料所含杂质对氧化反响起催化作用,所以高纯石墨与普通石墨的氧化性有睨显差别。碳化物的生成在高温下碳熔解于Fe、A1、Mo、Cr、Ni、Ti等金属和B、si等非金属中生成碳化物。石墨层间化合物的生成石墨的碳原子在其层面内是通过共价键牢固地衔接在一起的,而在层间则靠较弱的范德华力结合。
       因此,在石墨的层间插入各种分子、原子、离子而不损坏其二维晶格,仅使层间距增大,能够制成一种石墨特有的化合物称为石墨层间化合物,制造石墨层间化台物一般采用天然鳞片石墨为原料。在石墨层间化合物中已得工业上广泛应用的是柔性石墨。柔性石墨不仅具有自润滑性和耐高温性,还具有柔韧性、可饶性和紧缩回弹性,可作为精炼炉、高温炉的绝热资料,并广泛用作密封资料。
       为了进步柔性石墨的抗氧化性,在柔性石墨中加入硼酸、热固树脂、无机物胶体等粘合剂。由此可见,炭素资料在非氧化性介质中集耐热性、导电性于一体,但在氧化性占优势的环境中,温度高于627K就开端产生氧化反响,而且跟着温度的升高,氧化速度加速,结构因此而遭到腐蚀、损坏、影响其高温下的运用。所以,石墨资料的抗氧化保护问题正在遭到广泛注重。
       以上便是石墨资料在高温下产生的物理化学变化,期望对您有所帮助。另外石墨在非氧化性介质中是化学惰性的,具有很好的耐腐蚀性,除了强酸和强氧化性介质外,石墨不受其它酸碱盐的腐蚀、不与任何有机化合物反响。