氟化石墨的加工及运用

氟化石墨具有层状结构，随着碳氟比的增加，其颜色逐渐变深。目前，可知的化合物结构式主要有( CF) n 、( C2 F) n 和( C4 F) n 3 种。由于氟化石墨独特的结构特征，使得其具有热稳定性、润滑性能优异和电绝缘性高、耐腐蚀性强、憎水憎油性好的特点，被应用到众多领域。笔者从氟化石墨的合成新工艺及其应用进展等方面进行论述，介绍了近年来取得的进展及存在的问题。
1   氟化石墨的合成工艺
目前，氟化石墨的合成方法主要有高温合成法、低温合成法、电解法、立式振动反应器合成法及催化合成法等。其中，高温合成法、低温合成法和催化合成法由于工艺条件要求相对较低、技术较成熟，是合成使用的主要方法［2-3］。
1. 1   高温合成法
根据氟元素的来源不同，按原料分为氟气和含氟有机物 2种合成方法。
1. 1. 1    以氟气为原料
该方法是将高纯石墨加入到石墨反应器( 如管式反应炉) 中，并将反应器抽空，通入氟氮混合气; 然后，在一定的原料配比、温度条件下进行反应; 最后，在持续通入氮气的情况下进行冷却，从而制得不同的氟化石墨产品［4］。该方法是氟化石墨制备使用最早的方法，也是工业制备采用的主要方法之一。由于其合成工艺技术较成熟，近年来有一些研究者对其进行了工艺、设备等方面的研究［5-6］。Delabarre 等［7］在室温条件下，使用石墨与 F2 、HF 及 Cl2 气体作用合成了( CF0. 4 ) n 氟化石墨; 并在温度大于 400℃ 的条件下，合成出了( CF) n 氟化石墨。Fujimoto 等［8］采用高定向热解方法，以石墨、天然鳞片石墨作为碳源，氟气作为氟源，在 16MPa 压力条件下，反应 20h 分别得到了( C3. 41 F) n 、( C5. 62 F) n 氟化石墨。
以氟气为原料的合成方法可以通过选择不同的反应温度
来制得相应的氟化石墨; 但由于原料中含有有毒性气体，使得反应过程可能出现爆炸或气体泄露现象，有较大的安全隐患，并且反应过程伴随有不少的副产物产生，导致产率比较低。
1.   1. 2    以含氟有机物为原料
近年来，有研究者针对氟气存在的危害性问题，采用含氟物质作为氟的原料，以优化合成环境、降低安全隐患。该方法使用含氟原料( 如四氟乙烯) 与石墨按不同比例混合，在含氦、氖、氩或氮等惰性气体的石墨反应器中，控制适当的反应温度、压力及作用时间，最终合成氟化石墨。在高纯氮气环境下，刘建远［9］使用无机复合氟化剂( 六氟锰酸钾和五氟化锑的混合物) 和石墨作为原料，通过加热方法制得氟化石墨，产物中氟含量达到 59% ，纯度在 99% 以上。而刘志超［10］以三氟化氮为氟化剂，在加热条件下经过 4 ～ 30h 的反应制得氟化石墨。
Nakajima 等［11］使用 K PdF 、K MnF 等含氟混合物与细粒石墨混合，在常温、一定压力条件下，通过紫外灯照射 3   ～4w，得到碳氟比为 1. 1 ～ 1. 9 的氟化石墨。而在 200 ～ 300℃ 温度、低压条件下，Kazuhiko 等［12］以天然石墨、气态氟源 ClF   为原料，反应几分钟即可得到氟化石墨产品。使用含氟物质作为氟原料进行氟化石墨的合成，可以适当改善合成的工艺、设备等方面的条件要求; 但由于含氟固态物质与石墨反应过程较复杂，导致大量的副产物产生，氟化石墨的产率较低。

备注：为保证文章的完整度，本文核心内容由PDF格式显示，如未有显示请刷新或转换浏览器尝试，手机浏览可能无法正常使用！

宇匠数控专业生产：高速精密雕铣机、精雕机、石墨机、钻攻中心、加工中心；

近年来氟化石墨的合成工艺研究成果表明其工艺技术、设备等方面都有了较大的进步，并且在应用方面也有了很大的发展，但仍存在合成环境污染较大、合成效率较低及安全性偏差等方面的问题。结合发展现状及其合成的主要影响因素，在合成设备的结构性能方面，应确保反应器中原料的充分混匀、反应过程的流态化，这对反应的高效化、产品品质优化等有重要影响; 而低温、常压等较理想的反应条件是合成过程安全性的主要保障; 同时，固化的氟源、高品质的石墨、高效的催化剂等是实现绿色环保生产工艺的先决条件。总之，合成设备、反应条件及原料性质等方面的优化对完善高效、安全、环保的生产工艺具有十分重要的作用，也是进一步拓展氟化石墨应用领域的基础。

氟化石墨的加工及其运用

石墨机相关内容

石墨烯加工技术的发展

石墨加工车间粉尘扩散及浓度研究

石墨加工表面粗糙度图像评定办法

石墨电极自动化加工与运用

石墨电极锥螺纹的加工测量与旋合

产品中心

星瀚S系列高速加工中心

星瀚系列高速加工中心

超声波陶瓷雕铣中心

联系我们

产品中心

数控文章

其它栏目

关注官方微信

石墨机 相关内容