[发明专利]防硫酸和核泄漏鳞片微细石墨

说明书

技术领域

本发明涉及一种石墨，特别是一种防硫酸和核泄漏鳞片微细石墨。

背景技术

现代科技发展日新月异，石墨材料的许多优良功能，有待人们去发现、挖掘，对科学技术的推动作用是巨大的。在工艺领域，经常出现化学危险品的泄漏、油库着火、金属钠的燃烧、稀有金属元素的泄漏、浸水、海上漏油等，它们需要有一种手段去瓦解，清除危险，不能用水去灭火、防污。水是上述化学危险的助燃剂、扩散剂，不仅不能制止泄漏，相反危险程度会扩大，会造成二次污染，我们有什么办法制止火势扩大、消毒、抑制腐蚀的危险品，制止其危害扩大呢？一般是用水去消防，对于化学类物质，这是反作用，无助于消防，在2010年以前，各国能源专家肯定核能是发展方向，即是出现美国三里岛核泄漏，前苏联切尔诺贝利核电站的破坏核泄漏，人们并未注意到核电站一旦出现事故，将是巨大灾难，去年日本福岛核电站出事，至今日本45座核电站将全部关停，这是大事故，其一，没有足够注意消防安全；其二，认为砂子、水泥是可以阻挡泄漏，核辐射不是这么好对付的。所以，我国从很早提出了消防安全课题。

经过长期研究，我们发现了石墨材料具有消解功能，这是特殊物质的特异功能。

天然石墨有消解功能。

1、天然石是六方晶体结构，有少数菱面晶体，密度小是功能材料的自然属性，会漂浮在水面上，能覆盖到泄漏化学试剂上面，防止四向溢流，作为一种隔离材料，覆盖材料。

2、石墨比热随温度上升而逐渐增大、密度下降、储热性能优良。

3、石墨是热的良导体，导热系数为150W/m·k次于铝，相当于黄铜，比铁高。导热系数随温度上升而下降，随石墨密度增大而提高。

4、抗热震性——弹性模量低10Gpa（铜21Gpa）

因温度引起的热应力小，材料不致崩裂，石墨的热膨胀系数很小0.1～0.2х10^-6℃,因此，具有良好的抗热震性。

5、高温温度：一般金属材料在常温下强度很高，但温度升高时，强度急剧下降。而石墨相反，在200℃以下，强度随着温度面升高，在2000～2800℃左右达到最大值。

6、化学稳定性好——石墨是化学稳定性很强的材料之一，一般情况下，不易和介质，如液态金属，氢氟酸等发生化学作用，与盐酸作用甚微；但受浓硫酸侵蚀，可被硝酸氧化；氢氟酸在高温时才和石墨起反应。高温时发生氧化，而在600℃以下使用是安全的，瞬时可达到800℃。

7、核性能优良——微观吸收截面δa(-2200m/s)0.0034靶

                 微观散射截面δa(-2200m/s)4.8靶

密度  1.65g/cm³

减速比 ξΣs/Σa200

石墨的优异性能决定了其优良功能，可以做各种基本材料。

发挥综合性能，可以用于硫酸等防泄漏及防核辐射功能。

作为灭火用石墨，并非各种石墨材料均可使用，应有特定性能要求，现在知道：石墨是碳的三种同素异形体之一，它具有优良的化学惰性；不溶于有机溶剂和无机溶剂；与许多酸类不起反应；能在任何温度下抗氢氟酸的侵蚀；不与任何浓度的碱溶液起反应；除具有强氧化性的盐外，能抵抗任何浓度的盐类，它只参与三种反应，即：（1）高温氧化；（2）生成层间化合物；（3）溶解于能生成碳化物的金属熔体中。

据文献报道^[6,28]：美国利用石墨层间化合物高温下瞬时体积膨胀的性能，把它作为灭火材料；又有文献介绍，石墨——FeCl₃——NH₃已经用来制造灭火片^[9,26]。

膨胀石墨虽由天然鳞片石墨经化学处理制得，其化学稳定性和抗氧化性与天然石墨一样，它对一般的化学溶剂、石油产品、酯类、酮类、蒸汽和还原性气氛等介质具有稳定性，在含氧介质气氛下，600℃和瞬时800℃不被氧化。一般在450℃它与钠不起化学反应，使用是安全的，因此，石墨是科学家们探索的钠的灭火材料。应该指出，快堆中液态金属钠的燃烧点因金属表面状况而异，可在140℃－840℃范围内发生自燃，但无论在什么温度发生自燃，钠的温度将稳定在650℃－800℃之间，故可以通过覆盖法使钠隔绝空气，达到消防效果，依据这一特性，用于快堆钠火消防的材料应具有高温瞬间体积膨胀，密度低及高温化学性能稳定的石墨材料。