石墨板的膨脹原理
1.蝸桿石墨板的形成
石墨板密度為2360kg/m3，膨脹后密度為800~1600kg/m3。石墨板的體積膨脹主要是化學(xué)處理和高溫加熱的結(jié)果。當(dāng)化學(xué)物質(zhì)，如煤矸石和強(qiáng)氧化劑進(jìn)入石墨層之間時(shí)，就會(huì)形成石墨板插層化合物。這種層間化合物不穩(wěn)定。加熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生氣化分解，并從夾層中溢出。當(dāng)溫度很高，加熱速度相對(duì)較快時(shí)，分解的沖動(dòng)也相對(duì)人。這些層被推開并卷起一個(gè)卷曲形狀的層壓體，類似于蠕蟲的形狀。因此，它通常被稱為蠕蟲狀石墨。這種膨脹過程只發(fā)生在垂直于該層的c軸方向。在平行于層的方向（a方向），由于層平面的卷曲，面積減小，刻度直徑減小。
2.蠕蟲狀微觀結(jié)構(gòu)模型
當(dāng)含有插層化合物的石墨板在高溫下加熱并在顯微鏡下觀察時(shí)，其蠕蟲狀形狀如圖2-1所示。為什么它有這樣的形狀？可以想象，當(dāng)夾層化合物在石墨層之間氣化時(shí)，產(chǎn)生的氣體將形成壓力，同時(shí)沖擊兩個(gè)相鄰層，使其形成圖2-2（c）所示的形狀。這個(gè)形狀的形成。這一過程和原因可以用圖2-2的（a）和（b）來解釋：假設(shè)a.b.c.d.e是在一定范圍的石墨板層中插層化合物的中心點(diǎn)，如圖2-2（a）所示。當(dāng)加熱石墨板時(shí)，a.b.c.d.e各點(diǎn)的化合物被氣化，產(chǎn)生壓力PA、Pb、PD和PE，如圖2-2（b）所示。然后PA -Pb和Pd- PE擠壓C層的兩端以防止其打開，但中間層的兩層應(yīng)被推開，形成如圖2-2（C）所示的類蠕蟲或柳樹狀石墨塊。這種解釋是基于對(duì)物理物體存在的分析。其中的假設(shè)是否真實(shí)和正確還需要進(jìn)一步的研究來證實(shí)。
3.膨脹石墨板的成形特性
當(dāng)形成碳和石墨材料時(shí)，應(yīng)添加瀝青或樹脂等粘合劑，粘合劑具有增強(qiáng)作用。膨脹石墨制品成型時(shí)，似乎不需要添加粘結(jié)劑。這就是膨脹石墨板的成形特點(diǎn)。原因可以從蝸桿的結(jié)構(gòu)和表面特性來解釋。為了便于解釋，我們將擴(kuò)張的蝸桿簡化為螺旋彈簧。成形過程中的外力可能來自三個(gè)方向：（1）外力的作用方向是沿蝸桿的長度方向。這個(gè)外力的結(jié)果是先壓縮層，然后壓縮層。（2） 外力的作用方向與蝸桿的長度方向成一定角度。這種外力的結(jié)果是蝸桿層先滑動(dòng)，然后被壓縮；（3） 外力的作用方向與蝸桿的長度軸垂直。這與第二種情況類似，在這種情況下，層壓板先滑動(dòng)，然后被壓縮。
