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柔性石墨的腐蚀与应用 摘要：本文对柔性石墨的结构、制备和性能作了简要的概述，对金属的腐蚀机理和防护措施方面作了详细的介绍，最后介绍了柔性石墨在密封、环保、阻燃、吸附等方面的具体应用 关键词：柔性石墨；腐蚀；防腐；密封；吸附；环保 Abstract: In this paper, the flexible graphite structure, preparation and performance briefly, the metal corrosion mechanism and protective measures is analyzed in detail, and finally introduces flexible graphite in the seal, environmental protection, flame retardant, adsorption of specific application Keywords: Flexible graphite; Corrosion; Corrosion; Seal; Adsorption; Environmental protection 1 引言 自上世纪六十年代美国联碳公司发明柔性石墨(Flexible Graphite)制造技术以来，柔性石墨产业的发展已有四五十年的历史。柔性石墨作为一种优秀的密封材料，已逐渐为工程界所熟悉，并且有人给它冠以“密封王”的头衔。 柔性石墨是指膨胀石墨经过模压或轧制等深加工而制成的具有柔性的纸状薄片。而膨胀石墨是由天然鳞片石墨与插层剂反应生成石墨层间化合物然后经高温膨化而成的。从材料学的角度，膨胀石墨与柔性石墨二者有很大区别，是两种材料。 膨胀石墨本身保留了鳞片石墨的一些性质(如高的化学稳定性，耐高、低温，耐腐蚀，导电，导热)以及安全无毒外，还具有较大的比表面积和较高的表面活性，不需要任何粘结剂，也不必再烧结，就可压缩成型。柔性石墨继承了许多优良的性能，如柔软性、回弹性、可塑性、不渗透性、自粘性、低密度和各向异性等特性。因此，它能在苛刻的条件下工作，比如在密封方面，它与橡胶、石棉等相比，具有无可比拟的优越性，堪称“密封之王”[??。 2 柔性石墨的概述 2.1 柔性石墨的结构 天然石墨系一种属于六方晶系六角形平板状的、富有光泽的黑灰色结晶。而且是一种含有六碳环的层状结构. 碳一碳键长为1.415 埃, 层间距离为3.354埃。各层之间以较弱的范特华力相联接, 因而沿层与层之间的方向易被分离开来。 膨胀石墨也具有与天然石墨相同的结构。两者的区别是, 前者的比重(约0.8～1.2 )要比后者(约2.3)小. 这就是它富有柔软性和弹性的理由。 2.2 柔性石墨的性能 膨胀石墨不仅保持天然石墨原有的优良的物理、化学性能，而且增加了许多独特的机械性能。 主要性能如下： 2.2.1物理、化学性能 密度：鳞片石墨的堆积密度为1．089／cm3，压缩密度2．59／cm3，膨胀石墨堆积密度为0．002～0．0059／cm3，比鳞片石墨小得多，是一种十分疏松多孔性的物质，制品密度为0．8～1．89／cm3，最大密度为2．29／cm3，也低于压缩石墨的密度。所以膨胀石墨材料质量较轻又具可塑性； 纯度：固定碳含量在98％左右，甚至可超过99％，足以满足原子能、宇航等工业部门在高纯度密封件要求； 耐温：从理论上讲，膨胀石墨能承受一200℃超低温到3000℃超高温。但是由于其比表面积和表面能比天然石墨要大，所以其氧化温度要比天然石墨低，一般使用温度为一200～1650℃；作为填料密封，可在一200℃～800℃安全使用，当全包垫片紧固在法兰中时，可用于1200℃的热空气、煤气、烟气、蒸汽环境中。同时高温下不氧化、不蠕变、不软化：低温时不发脆、不断裂，尤其不会因压力、温度交变或振动而出现密封失效，具有抗振性。 耐腐蚀：具有化学惰性，除了强氧化剂如王水、硝酸、硫酸和卤素的一些特定温度外，能适应酸、碱、盐溶液、海水、蒸汽有机溶剂等大部分介质；优良的热传导性和较小的热膨胀系数，其参数接近通用密封装置对偶件材料的同一数量级，在高温、深冷和温度剧变的工况也能良好的密封； 耐放射性：受中子射线、Y射线、Q射线、B射线等长期照射而不发生明显变化； 不渗透性：对气体和液体具有良好的不渗透性。因为膨胀石墨的表面能很大，易形成一层极薄的气膜或液膜，阻止介质渗透； 自润滑性：膨胀石墨仍保持六角形平面层状结构，外力作用下平面层之间易相对滑动而产生自润滑，有效防止轴或阀杆的磨损。 2.2.2机械性能 柔软性：硬度很低，用普通的刀具可切割，并可任意卷绕、弯折；高可压缩性和回弹性：膨胀石墨制品，微观上仍有许多可压缩的封闭的小空隙，外力作用下可被压缩，同时，因小空隙中的空气