[發明專利]一種用于提高石墨材料石墨化程度的方法

無效

• 申請號: 200910069675.0
• 申請日: 2009-07-10
• 公開（公告）號: CN101607706A
• 公開（公告）日: 2009-12-23
• 發明（設計）人: 徐志偉;陳光偉;陳利;孫穎
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: C01B31/04
• 分類號: C01B31/04
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司
• 代理人: 龐學欣

技術領域

本發明屬于無機碳材料結構改性技術領域，特別是涉及一種用于提高石墨材料石墨化程度的方法。

背景技術

石墨是一種以碳元素為主的非金屬固體材料，由于其具有優異的導電性、導熱性、耐高溫性、潤滑性和化學穩定性，因此在冶金、機械、石油、化工、核工業、國防等領域得到廣泛的應用。但是，天然石墨和部分人造石墨存在下列問題：由于石墨晶片間距較大，并且微晶平均尺寸較小，石墨化程度比較低，從而影響了石墨的應用范圍。目前用于提高石墨材料石墨化程度的方法主要包括化學法和高溫通氣法，但這兩種方法均存在處理設備復雜、成本高以及對環境造成污染等缺點。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種成本低、處理設備簡單，并且對環境無污染的用于提高石墨材料石墨化程度的方法。

為了達到上述目的，本發明提供的用于提高石墨材料石墨化程度的方法是將石墨材料置于⁶⁰Co的γ射線輻照源室內，在γ射線輻照劑量率為0.6×10³Gy/h～6×10³Gy/h，輻照劑量為1×10⁵Gy～6×10⁶Gy的條件下對石墨材料進行γ射線輻照。

所述的輻照時間為10～1×10⁴h。

所述的輻照溫度為室溫。

本發明提供的用于提高石墨材料石墨化程度的方法是利用γ射線粒子能量高、穿透力強的特點在石墨材料的內部引發活性點，使該活性點與材料周圍的介質發生反應；同時利用γ射線提供的能量在石墨材料內部的缺陷處產生碳自由基，碳自由基之間又會形成更為穩定的化學鍵，從而使石墨內部缺陷處的結構發生重排而形成更加穩定的結構，結果促使石墨晶片的間距變小，微晶尺寸增大，因此石墨化程度提高。另外，該方法所采用的處理設備簡單、成本低，并且經γ射線輻照處理后的石墨材料無放射性，因此可實現工業化生產。

附圖說明

圖1為利用本發明提供的用于提高石墨材料石墨化程度的方法在2×10⁶Gy的γ射線輻照劑量下對石墨粉末進行輻照前后的X射線衍射譜圖中002晶面所對應的衍射峰。

具體實施方式

實施例1：

在室溫下將石墨化程度較低的石墨粉末放入玻璃瓶中，然后將玻璃瓶置于⁶⁰Co的γ射線輻照室中，在γ射線輻照劑量率為6.0×10³Gy/h，輻照劑量為2×10⁶Gy的條件下對石墨材料進行γ射線輻照，輻照時間為340h，石墨化程度由75％提高到81％。

實施例2：

在室溫下將石墨化程度較低的石墨粉末放入玻璃瓶中，然后將玻璃瓶置于⁶⁰Co的γ射線輻照室中，在γ射線輻照劑量率為3.6×10³Gy/h，輻照劑量為1×10⁶Gy的條件下對石墨材料進行γ射線輻照，輻照時間為278h，石墨化程度由75％提高到79％。

實施例3：

在室溫下將石墨化程度較低的石墨粉末放入玻璃瓶中，然后將玻璃瓶置于⁶⁰Co的γ射線輻照室中，在γ射線輻照劑量率為0.6×10³Gy/h，輻照劑量為0.6×10⁶Gy的條件下對石墨材料進行γ射線輻照，輻照時間為1×10³h，石墨化程度由75％提高到78％。

取少量實施例1中經過輻照處理的石墨粉末進行X射線衍射(XRD)分析，并與未經過輻照處理的石墨粉末進行對比。通過X射線衍射分析發現，石墨粉末的石墨晶片間距由輻照處理前的0.33756nm減小到輻照處理后的0.33706nm，根據Maire和Mering提出的石墨化程度計算公式可以計算出，石墨粉末的石墨化程度由輻照處理前的74.88％提高到輻照處理后的80.70％。

另外，圖1示出輻照處理前后石墨粉末的X射線衍射譜圖中002晶面衍射峰。從圖1中可以看出，輻照處理后002晶面的衍射峰強度變大，峰變尖銳，峰位向右偏移，表明輻照處理后石墨材料的石墨化程度提高，同時經過輻照處理后，石墨材料各個晶面的衍射峰得到加強，說明微晶平均尺寸增大。