| 词条 | 氟化石墨 |
| 释义 | 氟化石墨是现今国际上高科技、高性能、高效益的新型炭／石墨材料研究热点之一，其性能卓越、品质独特，是功能材料家族中的一朵奇葩。由于活泼性极高的剧毒单质气体氟是“气相法”合成氟化石墨的关键原料，加之，合成氟化石墨的技术细节国外文献披露极少，故“气相法”合成氟化石墨不但有一定的危险性，而且难度较高，迄今为止，国内有关这方面的实际研究论文报道极少。 简介氟化石墨 名称：氟化石墨 分子式（FC）n 主要用途1，氟化石墨是重要的无机非金属材料，具有优良的润滑性，美国和日本研究表明，氟化石墨润滑性能优于通用的石墨和二硫化钼，在干燥或潮湿高温时（400-500度）摩擦系数更小，使用寿命更长。由于氟化石墨的表面能低，它经常与润滑油、润滑脂或树脂混合使用，还可把氟化石墨粉末悬浮在润滑油中或加到汽油中去。最近几年，在飞机、轿车的发动机上有用氟化石墨做润滑剂的趋势。目前，日本的中央玻璃公司已开始生产悬浮有氟化石墨粉末的润滑油。 2，用作电池、电极的活性材料。氟化石墨与非水系电解质组合可制成高能量密度、高能输出功率、长储存周期、高安全性能的新型电池，该电池能量为锌、碱性电池的6-9倍。日本松下电池公司已有批量生产，用于无线电发射机、测量设备、观测气球、捕鱼浮标和照明、电子手表、计算器等方面。 另外，氟化石墨纤维可制造电子测试器的散热材料；涂于有机物的表面制取吸音材料；加入碳纤维复合材料，可增强负载能力，降低材料表面温度；加进涂料可改善涂刷性能，具有极好的防水防油功能；憎水性好，用于图象记录、复制，色谱分析等。 合成方法目前对氟化石墨合成方法的研究工作，正在广泛深入地进行之中。已有的合成方 法，可分为以下几种： 直接合成法将固体碳和气体氟在的范围内加热合成。这一工艺其原料只涉及固体 碳和气体氟两种，外界条件只有温度。反应效果的好坏，只和反应物本身和反应条件有 关，是最早的合成方法。 催化合成法在石墨和氟的反应系统中，如果有微量的金属氟化物如、、和存 在时，则在低于.的条件下也能合成氟化石墨。金属氟化物在这里起到了“催化”作 用。制得的氟化石墨中，含有微量的金属氟化物。虽然量微，却改变了氟化石墨的性质， 特别是导电率提高了一个数量级。所用设备和直接合成法相同。不过对所用的原料纯 度要求比较高。天然石墨含碳量要求大于//01；氟气体纯度要求为//02//31，其 中4含量小于251，6小于71；纯度要求大于/81，纯度要求 大于/81。 固体与固体合成法前面两种方法都是固体石墨和气体氟合成，气体氟是极毒物质，腐蚀性极强，在高温 下反应，生产很不安全。日本有人研究出用固体含氟聚合物和石墨混合，在惰性气体中， 加热至259.制得氟化石墨。这一合成方法，为安全生产氟化石墨提供了良好的条 件，合成反应是在管式电炉中的石英管内进行的。 0立式振动反应器合成法 在镍制的反应器底部，加装一个振动器，一方面使反应物料混合均匀，另一方面能提 高反应速度，使产率和产品质量都能提高。和回转反应器比较，在工艺条件的控制上，大 大地前进了一步。 电解法将碳素或石墨材料在无水氢氟酸中电解，就可生成新的氟化石墨。具体的说，在阳 极和阴极之间使氢氟酸循环，这样可以连续地合成氟化石墨。本方法是在循环式电解装 置中完成的。电解过程的进行，是通过控制反应液的浓度、反应温度和导电剂添加量等 实现的。 下面重点介绍：固相合成工艺、立式振动反应器工艺和电解法合成工艺。 石墨和氟固相合成工艺7:对参与合成的原材料要求 含氟固相物质，主要是含碳、氟及氢的聚合物。也可以是含少量的硫、氧、氯，如四氟 乙烯、六氯丙烯、聚乙酸乙烯树脂萤石和乙烯基萤石等聚合物。或者为乙烯、氯三氟乙烯 及共聚物等。 碳材料主要是碳和焦炭、木炭、石墨等，要求纯度高。 对两种原料粒度要求为小于以下，以下更好。最好是粉碎到以下 的微粉状态。这样容易分散混合均匀，有利于合成反应的进行。 反应的条件 包括氟聚合物的种类、碳的种类及两者的重量配比；惰性气体、加热温度、反应时间 及产物使用要求等。反应条件随产品使用要求而不同。一般情况下碳含量占— （质量）。 惰性气体一般用氩、氖、氮、氦、氢等。比较理想的是氩和氮。这些气体，在加原料之 前先导入反应器中，可加压、减压、常压。比较理想的是左右。 反应温度应控制在./。低于/时反应进行很慢；高于/时，产物发 生分解反应，使产量降低和产生有毒气体，给生产带来难以解决的问题。最理想的温度 范围是./，此时可以获得最好的结果。 反应时间，一般没有很严格限制，可以从几分钟到几小时。主要视反应进行的程度 而定对特定的配方和使用目的，要通过试验研究确定反应时间和其它条件的最佳值。 0合成工艺流程 随固体碳原料的不同略有区别。下面分两种情况介绍： 以石墨为原料的工艺流程： 石墨 水混合———脱水———干燥———炉内反应———冷却———产品 聚四氟乙烯 工艺条件：石墨水溶液和聚四氟乙烯按1混合后，进行脱水干燥入管式电炉加热 合成，经23取出冷却即得氟化石墨。加热合成4，反应效果最好。当然聚四氟乙烯 类原料，必须进行微粉碎后，才能和石墨水溶液混合。 以碳黑为原料的工艺流程 碳黑 混合———压片———管式电炉———冷却———成品 聚四氟 乙烯 工艺条件：将聚四氟乙烯和碳黑细粉按重量比5：1混合，再加压成形为片状，然后 第一篇石墨与炭素制品分类加工的常用数据与计算 入管式电炉并通氩气适量，炉温升到，反应后取出冷却，即得到粉状的氟化 石墨。 |
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