兩種粒度鱗片石墨粉粉壓成型難易程度的研究

【摘 要】由于各行各業的快速發展，經常會用到各種形狀、各種特性的石墨樣品，而這些石墨樣品經常需要用不同的石墨粉末加工，這包括石墨粉的種類的不同、石墨粉粒度的不同、石墨粉的來源等，因此我們需要考察不同石墨的加工成型特性。論文主要以不同粒度大小的鱗片狀石墨為主要原料，探究其成型特性。

【Abstract】Due to the rapid development of all walks of life， the graphite samples often used in various kinds of shapes and properties， and these samples often need to use graphite powder processing， these graphite powder have different types， different size， and different sources， so we need to study different processing properties of graphite. In this paper， the molding properties of flake graphite with different particle sizes are studied.

【關鍵詞】石墨粉；液壓機；石墨片；成型

【Keywords】graphite powder； hydraulic press； graphite sheet； forming

【中圖分類號】TQ164 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）10-0187-02

1 引言

石墨發展迅速并深入影響著人們的日常生活，隨著時代發展，科技的進步，在各行各業的生產應用過程中，經常需要不同類型的石墨樣品，而石墨粉可以用來制造不同類型的產品，這往往也需要不同的石墨粉，比如石墨粉的種類、粒度等不同。由于金剛石硬度高，應用廣泛，而在石墨向金剛石轉變過程中，不同形態、不同粒度的石墨都會對所合成的金剛石的性狀產生影響，進而影響金剛石的應用范圍[1-3]。另外，在寶石級金剛石的合成過程中有時需要依據實驗的實際需要確定石墨碳源及觸媒的成分，這就需要考察不同形態的石墨粉壓制石墨片的成型特性。因此，我們需要研究考察不同粒度的石墨粉的加工成型特性。

由于石墨制品在日常生活中應用廣泛，比如金剛石、加熱器等，再者，石墨資源有限，而我國在利用石墨加工生產方面，甚至不能充分利用，更是使得產品轉化效率低，這給我們的生產制造帶來極大不便和問題[4，5]。而石墨制品通常采用不同粒度的、不同類別的石墨粉，因此，本文主要針對不同粒度的鱗片狀石墨粉在液壓機下壓制成型、加工特性、難易程度等進行比較、結合實際應用進行研究，并對當前存在的問題，試圖探索最為有效環保、成本低、效率高的成型方法。本文主要介紹了石墨粉的分類、用途、前景、特性，主要以無錫市杰成液壓機械制造廠生產的單柱液壓機為成型設備制備石墨片，考察了30～35目和80～100目兩種粒度的鱗片石墨的粉壓成型特性，并比較、探究石墨粉成型特性、難易程度。

2 實驗

2.1 原料和儀器

本實驗以Y41-6.3型單柱液壓機為成型設備，以80-100目和30-35目的鱗片石墨粉為原料，進行了壓制成型實驗[6-8]。

2.2實驗步驟

①用電子天平稱取一定質量的粉體。（不同粒度大小的80目-100目和30-35目的鱗片）

②用砂紙對模具進行打磨，然后將稱量的石墨粉導入模具，在液壓機上分別在不同的油缸壓力下進行壓制成型。

③將實驗數據進行記錄，填入表格，關閉機器。

④對實驗數據進行分析，探究討論壓力與不同石墨粉成型難易度。

3 結果與討論

實驗所用的石墨原材料如圖1所示，其中圖1a為80-100目的鱗片狀石墨，通過圖片可以看出，其粒度較細，但其間存在少量的粗粒度石墨顆粒。圖1b為30-35目高純鱗片石墨粉，通過圖片可以看出樣品呈魚鱗狀、粒度較均勻[9-10]。兩種石墨成型壓力與是否成型間的關系詳見表1。

通過上述實驗證明，鱗片狀石墨在較低壓力下即可成型，我們認為，這主要是因為相鄰的鱗片狀石墨顆粒在壓力下接觸面積較大，可形成較強的范德瓦爾斯力，從而使鱗片石墨粉的結合具有較高的強度。這一實驗為金剛石的合成實驗提供了一定的參考價值。充分證明了鱗片狀石墨可以廣泛應用于各類金剛石的合成實驗中。

4 結論

實驗采用細度分別為80～100目和30～35目的鱗片石墨粉，通過液壓機在不同壓強下進行石墨制品的成型實驗。通過上述實驗證明，鱗片狀石墨在較低壓力下即可成型，我們認為，這主要是因為相鄰的鱗片狀石墨顆粒在壓力下接觸面積較大，可形成較強的范德瓦爾斯力，從而使鱗片石墨粉的結合具有較高的強度。這一實驗為金剛石的合成實驗提供了一定的參考價值，充分證明了鱗片狀石墨可以廣泛應用于各類金剛石的合成實驗中。

【參考文獻】

【1】Kanda H， Akaishi M， Setaka N. Mater. Sci.[J].Diamond & Related Materials，1980（ 15）：2743- 2748.

【2】Hirmke， S. Schwarz， C. Rottmair， S.M. Rosiwal， R.F. Singer [J].Diamond & Related Materials，2006（15） ：536–541.

【3】R.J. Nemanich， S.A. Solin， Phys. Rev. B 20（1979）393.

【4】張曉琳，傳秀云，林玉，等.天然石墨特征對合成金剛石性能影響的研究[J].金剛石與磨料磨具工程，2010（6）：18-22.

【5】徐躍，陶艷春，郝兆印，等.粉狀石墨的原材料與高溫燒結微觀結構研究[J] .金剛石與磨料磨具工程，2003（1）：1-5.

【6】高峰，賈曉鵬，丁戰輝，等.球狀石墨的粉壓成型及以其為原料的金剛石生長[J].金剛石與磨料磨具工程，2009（02）：5-6.

【7】盧喜瑞，唐敬友，劉黨庫，等.超細石墨粉體高溫高壓合成金剛石研究[J]. 超硬材料工程，2008（02）：79.

【8】徐燕軍，柳成淵，陳哲，等.天然鱗片石墨灰分對粉末技術合成金剛石的影響[J]. 超硬材料工程，？2008（02）：35-37.

【9】郝兆印，郝立峰.石墨重結晶現象與金剛石生長機制（下）[J].超硬材料工程，2007（04）：21-23.

【10】郝兆印，郝立峰.石墨重結晶現象與金剛石生長機制（上）[J].超硬材料工程，2007（03）：54-55.