当前位置: 石墨 >> 石墨介绍 >> 氟化石墨的性质和用途
1、性质:氟化石墨是碳和氟直接反响而制得的一种石墨层间化合物。其化学构造式可用(Cfx)n来示意。个中X为未必值,巨细为0<X<1.25。氟化石墨的性质随分子式中碳和氟的比值不同而不同。CF(1-1.25)称为高氟化度石墨CF(0.5-0.99)被称之为低氟化度石墨颜色跟着氟含量的增添,由灰黑色变成明净色,高氟化度石墨具备优秀的热褂讪性,是电和热的绝缘体,不受强酸和强碱的腐化,光滑功用超越MoS2和鳞片石墨,实考证实,在职意温度下,其磨损寿命优于MoS2做为光滑腊的增加剂,能显著升高部件的支承负荷和低落光滑部件的表面温度。低氟化度氟化石墨外表为灰黑色热褂讪性较差,正常不做光滑剂哄骗氟化石墨具备较大的潮湿来往角和、及较低的表面能,其来往角如表5-64所示。
表5-64氟化石墨在30℃下列的来往角表(度)
试样NaOHNaO水甘油甲醇胺14烷醇称呼30%17%。--------------22、用处:对于氟化石墨的钻研用时已久,早在年RUH等经过节制爆炸和焚烧反响合成了灰色的氟化石墨-CF0.29,到了四十岁月Ruidorff经过缜密节制反响温度合成CF0.67~0.氟化石墨,年美国人potim等在~C前提下合成了(CF1.04)n高氟化度石墨。但初期的钻研停顿在合成产品的射线解析上,至于其余物化性质及开垦行使钻研照旧近期的事,独特是连年美国NASA报道了氟化石墨优秀的光滑功用的钻研成就以及氟化石墨做为高能电池活功用的钻研结局以及氟化石墨做为高能电池活性物资首要材料引发了国表里钻研做事者的注视,使得以其为中间的钻研极度活泼,氟化石墨成为一钻研热门,被觉得是一种很有期望石墨间化合物。氟化石墨(下列简称“GF”),其构造为(CF)n,因其功用凸起,故做为光滑剂,防湿剂,防污剂及电池活性物资等而得广泛运用,并获患了相关部门好评。要紧用处:氟化石墨仍坚持层状构造,但和原本晶体对照,其层间分子间力衰很多。由于氟原子的插入和层间相对滑动而使基面叠层产生变动,呈现AAA构造,它也许看做是共价键的氟插入石墨层间而孕育的石墨层间化合物。故具备正常氟化物所不同的物理化学性质。从表5-6所可知,氟化石墨具备亲水亲油性,其奇特之处是低面能和高光滑性,是一种新式的机能材料。
2.1、固体光滑剂:石墨和MOS2好久以来做为固体光滑剂,但出瑕玷,石墨在真地面和复原性氛围中光滑功用显著低落,MOS2在空气中庸氧化后表面变成MOS3,也使光滑功用低落。而“GF”表面为化学键(→F)构成的叠加构造,不光表面能小层间距大,并且化学性质及热褂讪性好,在各样刻薄前提下,其光滑功用也不下落,独特是在高温、高压及高载荷(Kg/cm2)前提下,仍旧坚持优越的光滑功用,有人曾将石墨,特弗纶,MOS2及(“GF”)在类似前提下做光滑实验,实验声明在类似的实验功夫内,上述四种材料的温度、争持系数以及磨损量裁减的顺次为:石墨>特弗纶>MOS2>“GF”。四项目标均以“GF”为优。
“GF”的光滑功用大要上和氟化水平成正比,氟化水平越高,光滑性越好,但产量低,成本高。故此,有人倡导采纳低氟化度石墨及其搀和物做为光滑剂,其特色是产率高,代价也低廉。
2.2、高能电池材料:美国、日本等国钻研证实,CF0.5~0.99的氟化石墨最适当营高能电池阳极材料,含氟量高则有益于裁减阳极体积,使电池袖珍化。而高氟化石墨—CF1.1~1.26尽管含氟量高,但由于电阻率过大,因此不宜做阳极材料。年日本Matsuhita电气公司试制胜利一种新式高能电池,该电池以“GF”做阳极,金属锂做阴极,中间为有机电解液,其开路端电压为2.8~3.2V,做事电压为2.8V,和碱性电池以及通俗电池对照,其分量加重20~30%,做事电压及容量横跨一倍,相当于4~5节碱性电池和通俗电池。从电位序列琢磨,氟和锂构成高能、高功率以及高密度电池是相当志向的,因氟化学性质极其活泼,制成氟锂电池较为难题,但经过(CFx)n构成(CFx)n-Li电池是可行的。渡边等依照这一假想,将活性氟褂讪在石墨层间,由松下电池(株)制成了(CFx)n-Li电池,并广泛运用于筹划机、老大大、钟表、照像机、摄录象机和集成电路储蓄器上,该电池具备下列特色:(A)电压及电流密度高;该电池具备较高的电压及电流密度。(B)行使率高,电位平整性优秀:该电池生成导电性高的碳,故其行使率为%,由于内电阻不增添,是以放电电位也许褂讪在放电末期。(C)蕴藏功用好,赓续功夫长“GF”不管在电化学和热力学上都是褂讪的,自觉电率也独特小,每年为0.5%,由于采纳了有机电解液,故能在很宽的温度界限内哄骗,正常哄骗温度界限为-20~C。“GF”的型式大要上和碳素材料的结晶度和晶体取向相关,如纤维状氟化石墨电池放电电位为2.53V,开路端电压为3.48V,这预见着临盆高能电池以前程,暂时氟化石墨电池在海外已赢得广泛运用,有Ⅰ型、Ⅱ型、钟表用硬币型、吊悬用针型等几种。
2.3、核反响堆用石墨材料:“GF”可做为核反响堆的放慢剂,反射材料和涂敷材料,其益处是透气率小,浑浊少和热衷子截面小等益处。核子反响堆用石墨材料具备下列瑕玷:即随反响堆的运行,核裂变产品随之增添,这些物资被石墨吸附或摄取而浑浊。核裂变产品正常为Xe、Ky、J、Mo、Fe、Re、Nb、Sr、Ba、Ce等元素。这些元素的热衷子摄取面积大,如被石墨吸附,则个中子摄取面积就会增大,中子损失随之增添,反响速度下落,为处理上述题目曾采纳浸渍的办法以裁减石墨气孔,但这类办法功效并不极度志向。钻研证实,采纳“GF”做放慢剂,尽管热衷子摄取面积并未变动,但聚变产品的浑浊形势显著低落,跟着反响的举行,热衷子摄取面积并不增大。做为核反响堆用放慢剂的“GF”,其构造式为(CFx)n,式中X值在0~1界限内。由于该物资表面能小,化学性质和热褂讪性好,用其做为涂敷材料,避让了核裂变产品被吸附或摄取而浑浊的危险。
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