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如何提高膨胀石墨板的强度
时间 : 2020-04-24

  提高膨胀石墨板强度的途径有两个,一是提高石墨层间滑动所需要的力,二是石墨晶体结构缺陷和多孔网状的特点,使层面内产生应力集中,应设法减小这种应力。

  问题产生的原因在于膨胀石墨板的键能属于混合型:平面内原子为共价键,结合是比较牢固的,在平面与平面间为分子键,结合力较弱。晶体层面断裂有两种情况,一种是原子间分离,造成脆性断裂,多数沿解理面进行的。

  另一种是晶体层面成切变破坏,即相对滑移产生塑性变形而断裂,膨胀后的石墨属后一种情况较多。
 

石墨板
 

  石墨晶片上缺陷和孔洞产生应力集中的问题,在高倍显微镜下可以观察到。有圆孔的地方有裂纹,受拉力作用就出现平行线,即为应力线,孔周围应力线比较集中。在裂纹的尖切口或方孔各角上,都会产生极大的应力集中。因而降低平面受力强度,采取措施消除材料的结构缺陷和裂纹,减小晶体层片滑动的趋势,就可以提高强度。实际生产中,用增加蠕状虫减少枝状虫可以解决一定问题。

  用掺入硼化物的方法可以造成层面滑移的障碍,使层面滑移困难。掺硼的数量和膨胀石墨强度有一定关系,对于一定工艺和配方的膨胀石墨板,有一个最佳掺入量。掺硼量虽少,却能使强度显著增大。除掺硼外,还可掺入亲碳物质,使其在碳中形成“钉子”化合物。在碳网状结构中,安插若干个“钉子”可以阻止层面间滑移产生的切应力,以增加强度。