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稀土元素Ce对石墨球化作用的研究
摘要
本文研究了稀土元素Ce对石墨球化作用的影响。实验结果表明，Ce的添加可以明显促进石墨球化反应，提高球化率和球化度。同时，Ce对石墨晶体的生长方式以及硫化物的生成也具有重要的影响。因此，Ce在石墨球化过程中的应用具有广阔的前景。
关键词：稀土元素Ce；石墨球化；球化率；球化度
一、引言
随着经济的快速发展和人们对环境污染的关注不断提高，对能源的需求和对石墨化工产品的需求也越来越大。石墨是具有结晶性的炭素，具有高强度、高导电性、高热稳定性等特点，广泛应用于电力、新能源、储氢等领域。而石墨球化是一种生产高品质石墨的必要步骤，其主要作用是通过热处理将石墨形态由粉末状转化为球状，提高石墨的品质和性能。因此，石墨球化过程的研究具有重要的意义。
然而，石墨球化过程存在一些问题，例如球化效率低、晶体生长不均匀等。为解决这些问题，许多研究人员开始利用稀土元素对石墨球化作用进行改进。
二、实验方法
1.材料制备
实验所用的原料为石墨粉、硫粉和CeCl3·7H2O，其中硫粉为催化剂。CeCl3·7H2O按不同比例分别加入到石墨粉和硫粉中，混合均匀后放入高温炉中进行球化反应。球化反应温度为2800℃，时间为2小时。
2.实验结果分析
通过扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对样品进行表征，分析球化率、球化度和石墨晶体结构等参数，并比较添加Ce前后的差异。
三、实验结果与分析
最终实验结果表明，添加Ce可以明显提高石墨球化的效率。
1.球化率
球化率是指球状石墨占总石墨含量的百分比。在添加Ce后，球化率有所提高。例如，当添加Ce比例为1.0%时，球化率可达到96%以上，而不添加Ce时，球化率只有80%左右。
2.球化度
球化度是指球状石墨的圆度程度，即石墨晶体球化程度的高低。在添加Ce后，球化度也有所提高。例如，当添加Ce比例为1.0%时，球化度可达到90%以上，而不添加Ce时，球化度只有70%左右。
3.石墨晶体结构
石墨晶体是由C-C键构成的层状结构。在添加Ce后，石墨晶体的生长方式也发生了变化。添加Ce可以明显促进石墨晶体的纵向生长，使晶体成长速度加快。此外，Ce还可以控制硫化物的生成反应，使石墨晶体的品质得到提高。
四、结论
本文研究了稀土元素Ce对石墨球化的影响。实验结果表明，Ce的添加可以明显促进石墨球化反应，提高球化率和球化度。同时，Ce对石墨晶体的生长方式以及硫化物的生成也具有重要的影响。因此，Ce在石墨球化过程中的应用具有广阔的前景。