黄色视频不卡_午夜福利免费观看在线_亚洲国产精品999在线_欧美绝顶高潮抽搐喷水_久久精品成人免费网站_晚上一个人看的免费电影_国产又色又爽无遮挡免费看_成人国产av品久久久

1、性質(zhì)：氟化石墨是碳和氟直接反應(yīng)而制得的一種石墨層間化合物。其化學(xué)結(jié)構(gòu)式可用（Cfx）n來表示。其中X為不定值，大小為0＜X＜1.25。氟化石墨的性質(zhì)隨分子式中碳和氟的比值不同而不同。CF（1-1.25）稱為高氟化度石墨CF（0.5-0.99）被稱之為低氟化度石墨顏色隨著氟含量的增加，由灰黑色變?yōu)檠┌咨?，高氟化度石墨具有?yōu)良的熱穩(wěn)定性，是電和熱的絕緣體，不受強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的腐蝕，潤滑性能超過MoS₂和鱗片石墨，試驗(yàn)證明，在任意溫度下，其磨損壽命優(yōu)于MoS₂作為潤滑臘的添加劑，能顯著提高部件的支承負(fù)荷和降低潤滑部件的表面溫度。低氟化度氟化石墨外觀為灰黑色熱穩(wěn)定性較差，一般不作潤滑劑使用氟化石墨具有較大的潤濕接觸角和、及較低的表面能，其接觸角如表5-64所示。

表5-64 氟化石墨在30℃以下的接觸角表（度）

   氟化石墨仍保持層狀構(gòu)造，但和原來晶體比較，其層間分子間力弱得多。由于氟原子的插入和層間相對滑動而使基面疊層發(fā)生變化，出現(xiàn)AAA構(gòu)造，它可以看作是共價(jià)鍵的氟插入石墨層間而形成的石墨層間化合物。故具有一般氟化物所不同的物理化學(xué)性質(zhì)。從表5-6所可知，氟化石墨具有親水親油性，其*之處是低面能和高潤滑性，是一種新型的功能材料。

2、用途：關(guān)于氟化石墨的研究歷時(shí)已久，早在1914年RUH等通過控制爆炸和燃燒反應(yīng)合成了灰色的氟化石墨-CF_0.29，到了四十年代Ruidorff通過嚴(yán)密控制反應(yīng)溫度合成CF_0.67~0.985氟化石墨，1948年美國人potim等在420~450⁰C條件下合成了（CF_1.04）n高氟化度石墨。但早期的研究停留在合成產(chǎn)物的射線分析上，至于其他物化性質(zhì)及開發(fā)利用研究還是近期的事，特別是近年美國NASA報(bào)導(dǎo)了氟化石墨的潤滑性能的研究成果以及氟化石墨作為高能電池活性能的研究結(jié)果以及氟化石墨作為高能電池活性物質(zhì)重要材料引起了國內(nèi)外研究工作者的注意，使得以其為中心的研究十分活躍，氟化石墨成為一研究熱點(diǎn)，被認(rèn)為是一種很有希望石墨間化合物。氟化石墨（以下簡稱“GF”），其結(jié)構(gòu)為（CF）_n，因其性能突出，故作為潤滑劑，防濕劑，防污劑及電池活性物質(zhì)等而得廣泛應(yīng)用，并獲得了有關(guān)部門好評。主要用途：

2.1、固體潤滑劑：石墨和MOS₂以來作為固體潤滑劑，但有缺點(diǎn)，石墨在真空中和還原性氣氛中潤滑性能顯著降低，MOS₂在空氣中和氧化后表面變?yōu)镸OS₃，也使?jié)櫥阅芙档汀６?ldquo;GF”表面為化學(xué)鍵（→F）組成的重疊結(jié)構(gòu)，不但表面能小層間距大，而且化學(xué)性質(zhì)及熱穩(wěn)定性好，在各種苛刻條件下，其潤滑性能也不下降，特別是在高溫、高壓及高載荷（882Kg/cm²）條件下，仍然保持良好的潤滑性能，有人曾將石墨，特弗綸，MOS₂及（“GF”）在相同條件下作潤滑試驗(yàn)，試驗(yàn)表明在相同的試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)，上述四種材料的溫度、摩擦系數(shù)以及磨損量減少的順序?yàn)椋菏咎馗ゾ]＞MOS₂＞“GF”。四項(xiàng)指標(biāo)均以“GF”為優(yōu)。

“GF”的潤滑性能大體上和氟化程度成正比，氟化程度越高，潤滑性越好，但產(chǎn)量低，成本高。故此，有人建議采用低氟化度石墨及其混合物作為潤滑劑，其特點(diǎn)是產(chǎn)率高，價(jià)格也便宜。

2.2、高能電池材料：美國、日本等國研究證明，CF_0.5~0.99的氟化石墨作高能電池陽極材料，含氟量高則有利于減少陽極體積，使電池小型化。而高氟化石墨—CF_1.1~1.26雖然含氟量高，但由于電阻率過大，因而不宜作陽極材料。1973年日本Matsuhita電氣公司試制成功一種新型高能電池，該電池以“GF”作陽極，金屬鋰作陰極，中間為有機(jī)電解液，其開路端電壓為2.8~3.2V，工作電壓為2.8V，和堿性電池以及普通電池比較，其重量減輕20~30%，工作電壓及容量高出一倍，相當(dāng)于4~5節(jié)堿性電池和普通電池。從電位序列考慮，氟和鋰組成高能、高功率以及高密度電池是相當(dāng)理想的，因氟化學(xué)性質(zhì)極為活潑，制成氟鋰電池較為困難，但通過（CFx）n構(gòu)成（CFx）n-Li電池是可行的。渡邊等根據(jù)這一設(shè)想，將活性氟固定在石墨層間，由松下電池（株）制成了（CFx）n-Li電池，并廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、大哥大、鐘表、照相機(jī)、攝錄象機(jī)和集成電路儲存器上，該電池具有以下特點(diǎn)：（A）電壓及電流密度高；該電池具有較高的電壓及電流密度。（B）利用率高，電位平坦性：該電池生成導(dǎo)電性高的碳，故其利用率為，由于內(nèi)電阻不增加，因此放電電位可以穩(wěn)定在放電末期。（C）貯存性能好，持續(xù)時(shí)間長“GF”不論在電化學(xué)和熱力學(xué)上都是穩(wěn)定的，自發(fā)電率也非常小，每年為0.5%，由于采用了有機(jī)電解液，故能在很寬的溫度范圍內(nèi)使用，一般使用溫度范圍為-20~70⁰C。“GF”的型式大體上和碳素材料的結(jié)晶度和晶體取向有關(guān)，如纖維狀氟化石墨電池放電電位為2.53V，開路端電壓為3.48V，這預(yù)示著生產(chǎn)高能電池之前景，目前氟化石墨電池在國外已得到普遍應(yīng)用，有Ⅰ型、Ⅱ型、鐘表用硬幣型、吊懸用針型等幾種。

2.3、核反應(yīng)堆用石墨材料：“GF”可作為核反應(yīng)堆的減速劑，反射材料和涂敷材料，其優(yōu)點(diǎn)是透氣率小，污染少和熱中子截面小等優(yōu)點(diǎn)。核子反應(yīng)堆用石墨材料具有以下缺點(diǎn)：即隨反應(yīng)堆的運(yùn)轉(zhuǎn)，核裂變產(chǎn)物隨之增加，這些物質(zhì)被石墨吸附或吸收而污染。核裂變產(chǎn)物一般為Xe、Ky、J、Mo、Fe、Re、Nb、Sr、Ba、Ce等元素。這些元素的熱中子吸收面積大，如被石墨吸附，則其中子吸收面積就會增大，中子損失隨之增加，反應(yīng)速率下降，為解決上述問題曾采用浸漬的方法以減少石墨氣孔，但這種方法效果并不十分理想。研究證明，采用“GF”作減速劑，雖然熱中子吸收面積并未變化，但聚變產(chǎn)物的污染現(xiàn)象顯著降低，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，熱中子吸收面積并不增大。作為核反應(yīng)堆用減速劑的“GF”，其結(jié)構(gòu)式為（CFx）n，式中X值在0~1范圍內(nèi)。由于該物質(zhì)表面能小，化學(xué)性質(zhì)和熱穩(wěn)定性好，用其作為涂敷材料，防止了核裂變產(chǎn)物被吸附或吸收而污染的危險(xiǎn)。

“GF”的合成方法很多，但不外乎是干法和濕法二種。干法是在惰性氣體中將石墨和氟通過多項(xiàng)接觸而制得。這是較為常用的方法。濕法即電解法，其工藝過程基本和酸化石墨電解氧化法相同，但濕法較酸化石墨合成法復(fù)雜得多，如溫度、壓力、供氣量、原料種類等要求較高，此外，尚有防爆、防毒和防腐等問題。

1、干式合成法：干法的實(shí)質(zhì)是將石墨與氟直接接觸反應(yīng)而制得。反應(yīng)溫度一般為320~650⁰C，壓力為1~5個(gè)大氣壓，其合成裝置：反應(yīng)器由外殼、活蓋、反應(yīng)室、進(jìn)氣管、排氣裝置、透氣盛料裝置、網(wǎng)式加熱裝置、石墨、夾持環(huán)、可卸孔箱、隔熱層、溫度傳感器等組成。凡是和氟接觸部分全部用金屬鎳制造，其它裝置尚有：指令機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)器、流量計(jì)為氟和惰性氣體。氣體調(diào)節(jié)裝置和反應(yīng)室的進(jìn)氣管相連，并和混合機(jī)構(gòu)相通。排氣部分緊接廢氣凈化裝置。

合成進(jìn)程如下：將帶隔熱層的外殼上取下活蓋、箱、夾持環(huán)，壓緊網(wǎng)，在篩網(wǎng)上放入石墨，再按程序?qū)⒎磻?yīng)室裝好，打開進(jìn)氣管使惰性氣體進(jìn)入反應(yīng)室，當(dāng)傳感器顯示工作溫度正常時(shí)，指令結(jié)構(gòu)接通氟的通氣管開始供氣，在流量計(jì)的顯示下，氣體依次通過混合器，進(jìn)氣管，透氣裝置，石墨，反應(yīng)器，排氣管和凈化裝置，借助加熱裝置的功率調(diào)節(jié)器使反應(yīng)室保持規(guī)定的溫度，氟化完畢，加熱裝置自動切斷電源，并減少氟的供應(yīng)量，待氟化產(chǎn)物冷卻到規(guī)定的溫度后，惰性氣體進(jìn)氣裝置自動停止供氣，后按加料程序取出氟化石墨，檢驗(yàn)分析。

影響氟化的因素：（1）反應(yīng)器的構(gòu)造：反應(yīng)器質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響氟化效果與產(chǎn)率，產(chǎn)量以及安全生產(chǎn)等方面。有人建議將石墨放在一個(gè)振動裝置上，通過不斷的振動使石墨礦與氟接觸，以提高反應(yīng)效率，但這種裝置較為復(fù)雜。第二種是采用流態(tài)化氟化，從反應(yīng)效率來看這種裝置較理想，但操作調(diào)節(jié)和防毒都存在問題。前蘇聯(lián)曾設(shè)計(jì)一種立式氟化爐。該氟化爐的工作原理和一般氟化爐相同，據(jù)稱氟化效果較好。

（2）原料的種類和特性：合成氟化石墨的原材料主要是石墨、氟和惰性氣體。石墨的種類、粒度、純度和晶體化程度都對氟化過程有較大的影響。氟化石墨的原料可以是天然鱗片石墨，也可以采用熱解石墨、人造石墨、碳纖維、焦炭以及炭黑等。不同的原料其氟化溫度、速度及產(chǎn)率都不一樣。當(dāng)采用天然石墨時(shí)，反應(yīng)溫度大于500⁰C，則產(chǎn)率下降，如反應(yīng)溫度小于300⁰C則產(chǎn)率也下降，但在產(chǎn)率下降的溫度范圍內(nèi)，由于反應(yīng)物的分解和再氧化，產(chǎn)品結(jié)晶程度有所改善。

（3）反應(yīng)條件：反應(yīng)條件主要指反應(yīng)溫度、壓力、時(shí)間。反應(yīng)溫度取決于材料的類型和產(chǎn)物成分，反應(yīng)溫度低，則反應(yīng)速率慢，溫度過高則產(chǎn)物容易分解，產(chǎn)率也相應(yīng)降低，并產(chǎn)生有毒氣體，一般反應(yīng)溫度在300~600⁰C之間，在此溫度范圍內(nèi)可以得到穩(wěn)定的（CF）_n及（C₂F）_n。

安全制取氟化石墨的方法：氟化石墨的合成方法一般都是采用接觸法，即將石墨加熱到一定溫度，然后將其與氟及惰性氣體直接接觸而制得，這種方法的缺點(diǎn)是氟有毒，對人及周圍環(huán)境都有不良影響，其次是氟的化學(xué)性質(zhì)極為活潑，腐蝕性很強(qiáng)，因此，設(shè)備防腐是個(gè)問題，第三是反應(yīng)溫度較高，有爆炸危險(xiǎn)，研究者希望有一種不用氟氣的安全合成法。安全合成的實(shí)質(zhì)是把含氟的聚合物和碳在惰性氣體存在下進(jìn)行合成“（GF）”。反應(yīng)溫度一般為350~500⁰C。含氟化合物一般采用四氟乙烯、六氟乙烯，氯三氟乙烯等。碳材料為石墨、碳黑、石油焦、木碳及碳纖維等碳素材料。粒度為50~10μ以下，以細(xì)為好。F/C之比值根據(jù)原料種類，反應(yīng)溫度和時(shí)間以及使用目的而定。惰性氣體以氮或氬為。反應(yīng)時(shí)間從幾分鐘到幾小時(shí)，壓力為1~5個(gè)大氣壓。

2、濕法：由于干法很難連續(xù)作業(yè)，大規(guī)模生產(chǎn)受到限制。研究者倡議了電解法。電解法以石墨為陽極，氟氫酸為陰極，其裝置為陽極、陰極、循環(huán)泵、半透膜、氣體逸出孔、電源，氟氫酸可通過半透膜，但石墨顆粒不能通過，該裝置可連續(xù)生產(chǎn)。

氟化石墨雖然具有優(yōu)良的潤滑性、防水、防油穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)而獲得廣泛應(yīng)用，也是高能電池的的主要成分，但“GF”很難分散在水中，其和有機(jī)溶劑的滲合性及可塑性均很差，研究者希望不添加任何外加劑而使“GF”能很好地分散在水中，為此有人在“GF”中添加膠態(tài)硅，但“GF”的分散小，多為60%，因此，“GF”的優(yōu)良物性不能全部發(fā)揮出來；孔有學(xué)者建議在“GF”表面復(fù)蓋上一層活性物質(zhì)，但要復(fù)蓋均勻也非易事，而且復(fù)蓋層也不穩(wěn)定。

此外，在用“GF”作電極時(shí)，往往需要將“GF”與其它物料混合，再擠壓成型，但“GF”和其它外加物（樹脂、四氟乙烯）的親和力差，不易捏合擠壓成型，因此必須進(jìn)行改性以適應(yīng)各工業(yè)部門的需要。

1、改性工藝過程：將水100份（重量），有機(jī)溶液1~100份或表面活性物質(zhì)1~50份充分混勻，再加入“GF”100份及乙烯基單體0.1~100份混勻，后加入聚合引發(fā)劑再進(jìn)一步混勻，聚合引發(fā)劑的加入量為乙烯基單體重量的0.01~20%，反應(yīng)溫度一般為50~70⁰C，反應(yīng)時(shí)間為1~5小時(shí)。提高溫度可以縮短反應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)完畢，進(jìn)行過濾、烘干、成品檢驗(yàn)，

改性實(shí)例之一：將一定容積的三口瓶改入60⁰C的恒溫水浴中，并加入230cc水，200cc乙醇，100g氟化石墨，25g甲基丙烯酸單體。氟化石墨的粒度為320目。在不斷地?fù)u動燒瓶的條件下加入濃度為60%的H₂SO₄20cc，以緩沖甲基丙烯酸鹽的聚合過程，此時(shí)溶液的PH值為2，反應(yīng)4小時(shí)，烘干（80⁰C），產(chǎn)品重量為117g，紅外線光譜分析顯示，反應(yīng)，附著牢固。

改性實(shí)例二：在容積為一升的三口瓶中，加水250cc，乙醇200cc，（C₂F）n100g，細(xì)度同上，甲基丙烯酸20g，充分搖勻，在20⁰C恒溫下不斷搖動，加入濃度為6%H₂SO₄15cc，溶液的PH值為3，反應(yīng)4小時(shí)后，脫水、烘干（70⁰C），產(chǎn)率為111.8%。

2、影響改性的因素：（1）原材料：氟化石墨采用（CF）n或（C₂F）n，也可用兩者的混合物，粒度小于0.1mm。常用的聚合物為：丙烯酸聚甲烯脂、甲基丙烯酸聚甲烯脂、聚苯乙烯及聚丙烯腈。聚合物的添加量占氟化石墨的0.5~50%。有機(jī)溶液為甲醇、乙醇、丙酮類、醚類及胺類。其中以乙醇為，因?yàn)橐掖寄茱@著的提高改性效率。水和乙醇的比例為0.1~2.3。引發(fā)劑以易溶于水者*，如二氧化碳、硫酸或亞硫酸的水溶液或過硫酸鉀等。（2）溶液的PH值：氟化石墨的水溶液呈酸性，其PH值為2~3，引發(fā)劑也呈酸性，因而改性過程是在酸性條件下進(jìn)行。但在聚合作用開始前，可將溶液的PH值調(diào)至5~8，這樣可大大提高聚合物在“GF”顆粒表面的固著效果，PH的調(diào)整可在系統(tǒng)中加入堿性物質(zhì)來完成，若在自然PH值條件下進(jìn)行改性，則其復(fù)蓋第較低，一般小于70%。若PH值過高，則“GF”可能發(fā)生分解，常用的介質(zhì)調(diào)整劑有碳酸鹽、氨水以及銨鹽等。

改性氟化石墨的用途：（1）耐磨復(fù)合材料將氟化石墨與其它材料復(fù)合可制成復(fù)合材料或制品，無油潤滑軸承及密封材料等，具有耐高溫、抗腐蝕、使用壽命長等特點(diǎn)常見的復(fù)合材料有：苯乙烯橡膠、丁二烯橡膠、氯丁二烯橡膠、丙烯橡膠、氨基甲酸乙脂橡膠、氟化橡膠、矽橡膠、乙烯基醋酸橡膠、酚醛樹脂、未飽合聚脂、環(huán)氧樹脂、醇醛樹脂、矽酮樹脂、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚酰胺樹脂等。（2）潤滑劑及潤滑油外加劑-改性氟化石墨可單獨(dú)作潤滑劑，也可以作各種油類（錠子油、冷卻油、機(jī)油）及飛機(jī)、輪船等的外加劑。（3）干粉潤滑劑-改性氟化石墨可單獨(dú)作干粉潤滑劑也可以和其它粘合劑混合作成粉狀潤滑劑。（4）脫膜劑-改性氟化石墨可作冷模澆鑄，金屬陶瓷合金擠壓成型脫模劑。使用時(shí)將其分散在水中，然后噴涂或刷涂在模具表面。（5）金屬加工-在金屬加工中（切割、撥絲、擠壓、拉伸磨削和拋光）作切削油、壓延油或拋光油等。除上述用途外，和氟化石墨一樣可用于該產(chǎn)品的全部領(lǐng)域。