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2022-07-22

石墨板的重要性质是什么?


        由于碳氢气体的热分解结果,在炭石墨的加热表而上,生成石墨板。石墨板属于择选定向程度不同的多晶炭素材料,这种定向性,首先与沉积温度有密切关系。它使石墨板有一系列与用一般方法生产的炭石墨材料不同的特殊性能。

石墨板

  石墨沉积物的密度相当高,压实后的产品几乎达到完全不透气。石墨板在低温(1000以内)氢化时得到的碳膜密度很少与形成条件有关,得到的碳膜密度为2.03~2.10 g/cm。


  所有石墨板具有不同的氢含量,其根据氢含量而变化。氢含量随着温度的升高而降低。比如温度为900时,氢含量达到0.2%,而温度为1200时,氢含量可降至0.04%。


  应该指出的是,沉积在碳石墨材料的孔隙中和表面上的碳膜具有高的效果。试验表明,密度为1.73 g/cm3的石墨棒的弯曲强度为1,石墨板的弯曲强度增加到1.75 g/cm3会增加1.5倍。进一步增加沉积层的厚度,其机械强度的增加并不显著。低温压制(1000以内)得到的碳膜与碳材料表面的结合程度比高温压制得到的强。


  低温沉积工艺的特点是晶粒尺寸小。层间距为3.42~3.44A,这是碳无序层结构的特征。在2100℃左右,石墨板出现三维有序排列,层间距达到3.37a.


  热解石墨具有很高的各向异性。沿着沉积表面的热传递比垂直于表面的热传递高得多。但是石墨板的各向异性不高。取决于工艺条件,热解石墨的热各向异性比可以达到100-1000倍。热解石墨层垂直于表面具有不同的热膨胀系数。当温度低于400℃时,沿沉积表面的膨胀系数甚至为负值。热解石墨薄膜的生产工艺条件对热膨胀系数有很大影响。在压力较低的过程,生成的碳膜具有负值,在较高的烃分压条件下,生成的热解石墨没有负的热膨胀值。热在温度低于400时具有明显的各向异性和负热膨胀性,因此当其冷却时,角部将出现内应力。因此,可能会产生裂缝。显然,石墨板确实是一种不同于热解石墨的材料,因为它的各向异性不强。


  石墨板的物理机械性能取决于其制备方法。虽然在2100~2400℃制备的材料强度也很高,但似乎低温制备的石墨板强度至高,具有很强的抗氧化性和沿沉积表面的稳定性。工业石墨与沉积热解石墨膜层,对比试验表明:在温度2500℃下,在热燃气流中,后者的反应速度几乎慢了2/3。决定反应速度的是炭膜的性能,它比密度更起作用。