如何提高膨脹石墨板的強度
提高膨脹石墨板強度的途徑有兩個,一是提高石墨層間滑動所需要的力,二是石墨晶體結構缺陷和多孔網狀的特點,使層面內產生應力集中,應設法減小這種應力。
問題產生的原因在于膨脹石墨板的鍵能屬于混合型:平面內原子為共價鍵,結合是比較牢固的,在平面與平面間為分子鍵,結合力較弱。晶體層面斷裂有兩種情況,一種是原子間分離,造成脆性斷裂,多數沿解理面進行的。
另一種是晶體層面成切變破壞,即相對滑移產生塑性變形而斷裂,膨脹后的石墨屬后一種情況較多。
石墨晶片上缺陷和孔洞產生應力集中的問題,在高倍顯微鏡下可以觀察到。有圓孔的地方有裂紋,受拉力作用就出現平行線,即為應力線,孔周圍應力線比較集中。在裂紋的尖切口或方孔各角上,都會產生極大的應力集中。因而降低平面受力強度,采取措施消除材料的結構缺陷和裂紋,減小晶體層片滑動的趨勢,就可以提高強度。實際生產中,用增加蠕狀蟲減少枝狀蟲可以解決一定問題。
用摻入硼化物的方法可以造成層面滑移的障礙,使層面滑移困難。摻硼的數量和膨脹石墨強度有一定關系,對于一定工藝和配方的膨脹石墨板,有一個最佳摻入量。摻硼量雖少,卻能使強度顯著增大。除摻硼外,還可摻入親碳物質,使其在碳中形成“釘子”化合物。在碳網狀結構中,安插若干個“釘子”可以阻止層面間滑移產生的切應力,以增加強度。