ما هي خصائص الجرافيت القابل للتمدد بعد تسخينه ليصبح جرافيتًا قابلًا للتمدد؟

خصائص التمدد لـصفائح جرافيت قابلة للتمددتختلف هذه المادة عن عوامل التمدد الأخرى. فعند تسخينها إلى درجة حرارة معينة، يبدأ الجرافيت القابل للتمدد بالتمدد نتيجة لتحلل المركبات الممتصة في الشبكة البينية، وتُسمى هذه الدرجة بدرجة حرارة التمدد الابتدائية. ويتمدد الجرافيت بالكامل عند 1000 درجة مئوية، ليصل إلى أقصى حجم له. ويمكن أن يتجاوز حجم التمدد 200 ضعف قيمته الابتدائية. يُطلق على الجرافيت المتمدد اسم الجرافيت المتمدد أو دودة الجرافيت، حيث يتحول من شكل رقائقي إلى شكل دودة بكثافة منخفضة، مكونًا طبقة عازلة حرارية ممتازة. ولا يقتصر دور الجرافيت المتمدد على كونه مصدرًا للكربون في نظام التمدد، بل يُعد أيضًا طبقة عازلة فعالة.عزل الحرارةفي حالة الحريق، يتميز بانخفاض معدل إطلاق الحرارة، وقلة فقدان الكتلة، وانخفاض كمية غازات الاحتراق.

ما هي خصائص الجرافيت القابل للتمدد بعد تسخينه ليصبح جرافيتًا قابلًا للتمدد؟

خصائص الجرافيت الموسع

① مقاومة عالية للضغط،المرونة، اللدونة والتشحيم الذاتي؛

② مقاومة قوية لدرجات الحرارة العالية والمنخفضة،تآكلوالإشعاع؛

③ خصائص زلزالية قوية للغاية؛

④ قوي للغايةالموصلية;

⑤خصائص قوية مضادة للشيخوخة والتشوه.

⑥ يمكنه مقاومة انصهار واختراق المعادن المختلفة؛

⑦ إنه غير سام، ولا يحتوي على أي مواد مسرطنة، ولا يسبب أي ضرر للبيئة.

تتضمن عدة اتجاهات لتطوير الجرافيت الموسع ما يلي:

1. الجرافيت الموسع لأغراض خاصة

تُظهر التجارب أن ألياف الجرافيت لها وظيفة امتصاص الموجات الكهرومغناطيسية. يجب أن يستوفي الجرافيت المُوسّع المتطلبات التالية: (1) درجة حرارة تمدد ابتدائية منخفضة وحجم تمدد كبير؛ (2) خواص كيميائية مستقرة، قابلة للتخزين لمدة 5 سنوات، ونسبة تمدد ثابتة تقريبًا؛ (3) سطح الجرافيت المُوسّع محايد ولا يُسبب تآكلًا لغلاف الخرطوشة.

2. الجرافيت الموسع الحبيبي

يشير مصطلح الجرافيت الموسع ذو الجزيئات الصغيرة بشكل أساسي إلى الجرافيت القابل للتمدد بحجم 300 مش، والذي يبلغ حجم تمدده 100 مل/غ. يُستخدم هذا المنتج بشكل رئيسي في صناعة مثبطات اللهب.الطلاءاتوهو أمر مطلوب بشدة.

3. الجرافيت الموسع ذو درجة حرارة التمدد الأولية العالية

تتراوح درجة حرارة التمدد الأولية للجرافيت المتمدد ذي درجة حرارة التمدد الأولية العالية بين 290 و300 درجة مئوية، ويبلغ حجم التمدد 230 مل/غ أو أكثر. ويُستخدم هذا النوع من الجرافيت المتمدد بشكل أساسي كمثبط للهب في البلاستيك الهندسي والمطاط.

4. الجرافيت المُعدَّل سطحيًا

عند استخدام الجرافيت المتمدد كمادة مثبطة للهب، تبرز أهمية التوافق بين الجرافيت والمكونات الأخرى. ونظرًا لارتفاع نسبة المعادن في سطح الجرافيت، فهو ليس محبًا للدهون ولا محبًا للماء. لذا، يجب تعديل سطح الجرافيت لحل مشكلة التوافق بينه وبين المكونات الأخرى. وقد اقتُرح تبييض سطح الجرافيت، أي تغطيته بطبقة بيضاء صلبة، وهي مشكلة معقدة تتطلب معالجة دقيقة في مجال كيمياء الأغشية أو كيمياء الأسطح. قد يكون من الممكن تطبيق هذه التقنية في المختبر، إلا أن هناك صعوبات في تطبيقها على نطاق صناعي. ويُستخدم هذا النوع من الجرافيت الأبيض القابل للتمدد بشكل أساسي كطلاء مثبط للهب.

5. درجة حرارة تمدد أولية منخفضة وجرافيت متمدد بدرجة حرارة منخفضة

يبدأ هذا النوع من الجرافيت المتمدد بالتمدد عند درجة حرارة تتراوح بين 80 و150 درجة مئوية، ويصل حجم التمدد إلى 250 مل/غ عند 600 درجة مئوية. وتتمثل الصعوبات في تحضير الجرافيت القابل للتمدد الذي يستوفي هذه الشروط فيما يلي: (1) اختيار عامل التداخل المناسب؛ (2) التحكم في ظروف التجفيف وإتقانها؛ (3) تحديد نسبة الرطوبة؛ (4) إيجاد حلول لمشاكل حماية البيئة.