Mae adnoddau graffit Tsieina yn cael eu dominyddu gan graffit crisialog. Mae'r mecanwaith craidd ar gyfer paratoi graffit ffloch crisialog yn llwyddiannus yn graffit y gellir ei ehangu yn tarddu o'i nodweddion strwythur grisial unigryw.
Mae strwythur sylfaenol graffit ffloch crisialog yn cynnwys haenau o atomau carbon hecsagonol wedi'u trefnu'n gyfochrog. Mae'r haenau'n cael eu dal at ei gilydd gan rymoedd gwan van der Waals ac mae ganddyn nhw fylchau rhyng-haenau penodol. Felly, o dan amodau priodol, gellir gosod sylweddau cemegol amrywiol megis asidau, metelau alcali, a halwynau rhwng yr haenau graffit a'u cyfuno ag atomau carbon i ffurfio graffit y gellir ei ehangu.
Fel cynnyrch canolradd allweddol yn y gadwyn diwydiant graffit, mae graffit y gellir ei ehangu nid yn unig yn cadw'r dargludedd trydanol a thermol rhagorol, ymwrthedd tymheredd uchel ac isel, a gwrthiant cyrydiad graffit naddion naturiol, ond mae hefyd yn dod yn ddeunydd swyddogaethol pwysig oherwydd ei wyneb hynod weithgar a sefydlogrwydd cemegol unigryw.
Dangosydd perfformiad ansawdd allweddol graffit y gellir ei ehangu: cyfaint ehangu
Mae cyfaint ehangu yn ddangosydd perfformiad allweddol ar gyfer gwerthuso ansawdd graffit y gellir ei ehangu. Yn gyffredinol, po fwyaf yw'r cyfaint ehangu, y gorau yw perfformiad ehangu'r graffit a'r ehangaf yw ei ystod gymhwyso.
Nodweddion graffit y gellir ei ehangu
Mae data arbrofol yn dangos mai dim ond graffit y gellir ei ehangu â chymhareb ehangu uchel (graffit y gellir ei ehangu â chymhareb ehangu uchel) y gellir ei ddefnyddio i baratoi cynhyrchion terfynol â chyfaint ehangu mwy.
Fel math newydd o ddeunydd amlswyddogaethol seiliedig ar garbon, mae graffit y gellir ei ehangu â chymhareb ehangu uchel yn dangos rhagolygon cymhwyso eang mewn meysydd diwydiannol lluosog oherwydd ei fanteision strwythur a pherfformiad unigryw. Gellir defnyddio'r deunydd hwn nid yn unig yn eang mewn meysydd traddodiadol megis selio, arafu fflamau, ac arsugniad, ond mae hefyd yn arddangos perfformiad rhagorol mewn meysydd sy'n dod i'r amlwg fel catalysis a storio ynni. Yn benodol, yn erbyn cefndir datblygiad cyflym ynni newydd, mae deunyddiau graffit estynedig a baratowyd o graffit y gellir ei ehangu â chymhareb ehangu uchel wedi dod yn ddewisiadau delfrydol ar gyfer deunyddiau anod batri lithiwm-ion oherwydd eu bod wedi cynyddu'n sylweddol rhwng haenau, nodweddion arwynebedd arwyneb penodol rhagorol, a strwythur mandyllog tri dimensiwn unigryw.
Beth sy'n pennu "cymhareb ehangu uchel" graffit y gellir ei ehangu?
Proses baratoi
Mae lefel y dechnoleg paratoi ar gyfer graffit y gellir ei ehangu â chymhareb ehangu uchel yn pennu'n uniongyrchol berfformiad terfynol graffit estynedig, a dyma hefyd yr allwedd i weld a all y deunydd gael ei gymhwyso ar raddfa fawr mewn gwahanol feysydd.
Ar hyn o bryd, mae'r dulliau ar gyfer paratoi graffit y gellir ei ehangu yn cynnwys intercalation ocsidiad cemegol, ocsidiad electrocemegol, ocsidiad â chymorth uwchsain, intercalation cludo nwy-cyfnod, dull cyfrwng halen tawdd, ac eraill.
Mae ymchwil gyfredol yn dangos bod y gwaith o baratoi graffit y gellir ei ehangu â chymhareb ehangu uchel yn dal i gael ei ddominyddu gan ddulliau ocsideiddio cemegol ac electrocemegol. Yn benodol, gall y dull ocsideiddio cemegol gyflawni cynhyrchiad màs sefydlog trwy reoleiddio'n union y gymhareb ocsidyddion (fel system gymysg asid sylffwrig / asid nitrig crynodedig) i gyfryngau rhyngosodol (fel asid perchlorig); tra bod y dull electrocemegol, oherwydd ei amodau adwaith ysgafn ac ecogyfeillgar, yn dangos manteision unigryw mewn cymwysiadau pen uchel.
Yn ystod y gwaith paratoi, mae dewis ocsidyddion ac asiantau rhyngosodol, tymheredd yr adwaith, a rheoli amser yn baramedrau proses allweddol sy'n effeithio ar y gymhareb ehangu. Felly, er mwyn cynyddu cyfaint ehangu, ar y naill law, gellir archwilio systemau ocsidydd/cyfryngau rhyngosodol newydd a'u cyfuniadau (fel system gyfansawdd potasiwm permanganad-asid sylffwrig); ar y llaw arall, gellir optimeiddio prosesau traddodiadol, a gellir datblygu dulliau arloesol megis intercalation ocsideiddiol â chymorth uwchsain, intercalation dilyniannol (ocsidiad yn gyntaf, yna intercalation), a dau gam intercalation prosesau. Yn benodol, wrth i ofynion amgylcheddol ddod yn fwyfwy llym, mae datblygu systemau ocsideiddio-intercalation newydd gwenwyndra isel, effeithlonrwydd uchel, ecogyfeillgar wedi dod yn ddatblygiad pwysig mewn arloesedd technolegol ar gyfer paratoi graffit ehangu uchel-cymhareb ehangu.
Ar hyn o bryd, mae'r ocsidyddion a ddefnyddir amlaf yn cynnwys potasiwm permanganad, hydrogen perocsid, ac ati, tra bod cyfryngau rhyngosod yn bennaf yn cynnwys asid clorig, asid asetig rhewlifol, asid sylffwrig, asid nitrig, ac ati.
Ffactorau eraill
Mae'r ffactorau adnoddau allweddol sy'n effeithio ar baratoi graffit y gellir ei ehangu â chymhareb ehangu uchel yn bennaf yn cynnwys maint naddion graffit a phurdeb deunydd crai. Yn benodol, po fwyaf yw maint naddion graffit a'r uchaf yw'r cynnwys carbon sefydlog (fel arfer mae angen i burdeb gyrraedd uwch na 99%), y mwyaf ffafriol yw ar gyfer paratoi cynhyrchion â chymhareb ehangu ardderchog. Mae hyn oherwydd bod gan naddion mawr strwythur crisial mwy cyflawn, a gall deunyddiau crai purdeb uchel leihau ymyrraeth amhureddau â'r adwaith rhyngosod, a thrwy hynny wella perfformiad ehangu'r cynnyrch terfynol yn sylweddol.
Crynodeb
Mae graffit ehangu-cymhareb ehangu uchel yn arddangos manteision technegol anadferadwy mewn meysydd megis paratoi graffit estynedig, datblygu cyfansoddion gwrth-fflam, a deunyddiau electrod batri perfformiad uchel. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, gydag optimeiddio parhaus prosesau paratoi graffit y gellir eu hehangu, dyfnhau ymchwil perfformiad, ac ehangu meysydd cymhwyso'n raddol, mae galw'r farchnad am gynhyrchion graffit y gellir eu hehangu â nodweddion cymhareb ehangu uchel wedi dangos tuedd twf sylweddol.