1. 研究目的与意义（文献综述）
1.1 研究目的及意义
柔性石墨（exfoliated graphite）密封材料以其优异的力学性能和可加工性能，成为非常重要的高性能非金属密封材料，广泛应用于各化工、石油、防腐、甚至核工业中，但随着温度的升高，石墨在高温条件下发生氧化，造成材料的大量失重，柔性石墨材料的密封性能逐渐降低，极大的制约了其应用领域。针对现有密封材料在高温工况下氧化失重造成密封失效的问题，课题组拟采用以膨胀蛭石为原料，制备新型耐高温密封材料，为我国高温流程工业领域提供一种可靠的密封产品。
蛭石是一种2:1型结构的层状硅酸盐矿物，通常层间由Mg2 所连接，铝氧八面体被安排并夹层于硅氧四面体之间，在蛭石的每一个重复单元之间的夹层区域均由水和可交换阳离子所构成，由于大分子进入到该结构层，蛭石颗粒因此而膨胀，形成类似柔性石墨的结构，赋予了其优异的密封性能。为了获得高性能蛭石基密封材料，优质高膨胀率蛭石蠕虫的制备是前提，因此，本课题以新疆尉犁蛭石精矿为研究对象，系统研究物理法和化学法对蛭石膨胀效果和脆性程度的影响，从而为制备具有高膨胀率、不发脆等良好性能蛭石材料提供技术原型和理论基础，为实现我国超高耐热领域密封材料的发展具有积极意义。
1.2 国内外研究现状
1.2.1. 蛭石的资源概况
2000年世界的蛭石总产量超过50万吨。最主要的出产国是中国、南非、澳大利亚、津巴布韦和美国。世界拥有蛭石储量约6亿吨，其中我国和俄罗斯储量约占三分之二。蛭石矿是我国有潜在优势的非金属矿产之一，矿山主要分布与新疆、内蒙古、河北、甘肃等省区。其中规模最大最具有代表性的是新疆尉犁县且干布拉克蛭石矿，储量估计占全国储量的90%，居世界第二（仅次于南非），预计远景储量为一亿吨，其中2号矿体已探明储量一千四百万吨，是世界上罕见的超大矿床，灼烧实验结果表明新疆蛭石具有膨胀倍数高、杂质少等优点。其次为灵寿县金黄色蛭石主产地，东海县石开境内有丰富的蛭石矿产，尤其在新疆生产建设兵团农二师三十三团蛭石矿，这里的蛭石不仅蕴藏丰富，而且质量很好。我国是世界产出蛭石主要国家之一，蛭石分布较广。研究高膨胀率蛭石制备技术为我国膨胀蛭石工业生产上的降低能耗、减少工作量、改变工作环境和提高产品质量有着重要意义。
1.2.2蛭石的性能特点
蛭石是一种天然、无毒的矿物质，在高温作用下会膨胀的矿物。它是一种与蒙脱石相似的粘土矿物，为层状结构的硅酸盐。一般由黑云母经热液蚀变或风化形成。生蛭石原矿经过高温焙烧后成为膨胀蛭石，其具有良好阳离子交换性和吸附性；良好的吸水性；隔音性；隔热性和耐火性；耐冻性；且化学性质稳定，不溶于水，无毒无味。
蛭石可按阶段性可以划分为蛭石片和膨胀蛭石，蛭石片经过高温焙烧其体积可迅速膨胀6-20倍，膨胀后的比重为60-180kg/m3，具有很强的保温隔热性能。
表1.2 蛭石的化学成分(%)
| SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | MgO | H2O |
| 37-43 | 9-17 | 5-24 | 11-23 | 0.5-9 |
1.2.3. 蛭石的加工与应用
膨胀蛭石广泛用于绝热材料、防火材料、育苗、种花、种树、摩擦材料、密封材料、电绝缘材料、涂料、板材、油漆、橡胶、耐火材料、硬水软化剂、冶炼、建筑、造船、化学等工业。
蛭石主要还是应用在建筑材料及保温材料等传统领域。美国约三分之一的蛭石用于农业及园艺上，日本在此方面的消耗占蛭石总消耗的90%。目前国内外蛭石的膨胀工艺主要有热膨胀、化学膨胀和微波膨胀等方法。热膨胀发耗能较高并且所制备的膨胀蛭石常是脆性的，而蛭石煅烧前的改性处理能提高膨胀倍数，从而很大的节约能源和降低成本；微波膨胀法更适用与制备低导热系数、强吸附能力不发脆的高质量膨胀蛭石；化学膨胀法主要应用于制备功能材料。
膨胀蛭石是一种性能优秀的节能环保材料，目前我国对膨胀蛭石的需求量在逐年增加。我国蛭石矿产资源虽然丰富，但在其膨胀工艺上未能取得有效的突破，对化学膨胀和微波膨胀法研究几乎停留在试验研究阶段，造成了国内膨胀蛭石产品种类少、膨胀工艺简单、细粒蛭石的利用率很低等问题。我国蛭石开发前景仍十分广阔，今后要增大研究创新粒度，开发低廉简便的膨胀蛭石生产工艺及设备，着重开发细粒蛭石的应用研究，提高只是生产应用的经济效益和社会效益。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 研究内容
1. 物理法制备高膨胀率蛭石蠕虫
采用高温法和微波法制备膨胀蛭石，考察蛭石粒度、高温温度、微波强度和作用时间等因素对膨胀蛭石膨胀率和脆性程度的影响，获得制备物理法高膨胀率蛭石的工艺方法；
3. 研究计划与安排
第03~04周 查阅相关文献资料，明确研究内容，确定试验方案，完成开题报告；
第05~12周 确定试验方案，完成试验内容；
第13~14周 完成并修改毕业论文；
4. 参考文献（12篇以上）
[1] 杨荣兴 阎国东 龙飞，等.蛭石膨胀新工艺研究［d］.桂林：桂林工学院
[2] a. justo, c. maquedaetal. , expanda bility of some vermiculites, applied clay science , 1989.
[3] celia marcos , irene rodríguez，exfoliation of vermiculites with chemical treatment using hydrogen peroxide and thermal treatment using microwaves，applied clay science，2014.219-227.
