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    石墨的主要用途

    來(lái)源: 百度百科 時(shí)間:2016年11月09日
      傳統用途

      1、作耐火材料:石墨及其制品具有耐高溫、高強度的性質(zhì),在冶金工業(yè)中主要用來(lái)制造石墨坩堝,在煉鋼中常用石墨作鋼錠之保護劑,冶金爐的內襯。

      2.作導電材料:在電氣工業(yè)上用作制造電極、電刷、碳棒、碳管、水銀正流器的正極,石墨墊圈、電話(huà)零件,電視機顯像管的涂層等。

      3.作耐磨潤滑材料:石墨在機械工業(yè)中常作為潤滑劑。潤滑油往往不能在高速、高溫、高壓的條件下使用,而石墨耐磨材料可以在200~2000 ℃溫度中在很高的滑動(dòng)速度下,不用潤滑油工作。許多輸送腐蝕介質(zhì)的設備,廣泛采用石墨材料制成活塞杯,密封圈和軸承,它們運轉時(shí)勿需加入潤滑油。石墨乳也是許多金屬加工(拔絲、拉管)時(shí)的良好的潤滑劑。

      4.石墨具有良好的化學(xué)穩定性。經(jīng)過(guò)特殊加工的石墨,具有耐腐蝕、導熱性好,滲透率低等特點(diǎn),就大量用于制作熱交換器,反應槽、凝縮器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過(guò)濾器、泵設備。廣泛應用于石油化工、濕法冶金、酸堿生產(chǎn)、合成纖維、造紙等工業(yè)部門(mén),可節省大量的金屬材料。

      不透性石墨的品種因所含樹(shù)脂不同,耐蝕性也有差異。如酚醛樹(shù)脂浸漬者耐酸,但不耐堿;糠醇樹(shù)脂浸漬者既耐酸,又耐堿。不同品種的耐熱性也有差異:碳和石墨在還原性氣氛中可耐2000~3000℃,在氧化氣氛中分別在350℃和400℃開(kāi)始氧化;不透性石墨品種隨浸漬劑而異,一般由酚醛或糠醇浸漬者耐熱在180℃以下。

      5.作鑄造、翻砂、壓模及高溫冶金材料:由于石墨的熱膨脹系數小,而且能耐急冷急熱的變化,可作為玻璃器的鑄模,使用石墨后黑色金屬得到鑄件尺寸精確,表面光潔成品率高,不經(jīng)加工或稍作加工就可使用,因而節省了大量金屬。生產(chǎn)硬質(zhì)合金等粉末冶金工藝,通常用石墨材料制成壓模和燒結用的瓷舟。單晶硅的晶體生長(cháng)坩堝,區域精煉容器,支架夾具,感應加熱器等都是用高純石墨加工而成的。此外石墨還可作真空冶煉的石墨隔熱板和底座,高溫電阻爐爐管,棒、板、格棚等元件。

      6、用于原子能工業(yè)和國防工業(yè):石墨具有良好的中子減速劑用于原子反應堆中,鈾一石墨反應堆是應用較多的一種原子反應堆。作為動(dòng)力用的原子能反應堆中的減速材料應當具有高熔點(diǎn),穩定,耐腐蝕的性能,石墨完全可以滿(mǎn)足上述要求。作為原子反應堆用的石墨純度要求很高,雜質(zhì)含量不應超過(guò)幾十個(gè)PPM 。特別是其中硼含量應少于0.5PPM 。在國防工業(yè)中還用石墨制造固體燃料火箭的噴嘴,導彈的鼻錐,宇宙航行設備的零件,隔熱材料和防射線(xiàn)材料。

      7.石墨還能防止鍋爐結垢,有關(guān)單位試驗表明,在水中加入一定量的石墨粉(每噸水大約用4~5 克)能防止鍋爐表面結垢。此外石墨涂在金屬煙囪、屋頂、橋梁、管道上可以防腐防銹。

      8.石墨可作鉛筆芯、顏料、拋光劑。石墨經(jīng)過(guò)特殊加工以后,可以制作各種特殊材料用于有關(guān)工業(yè)部門(mén)。

      9.電極:石墨何以能取代銅做為電極?

      20世紀60年代,銅做為電極材料被廣泛應用,使用率約占90%,石墨僅有10%左右;21世紀,越來(lái)越多的用戶(hù)開(kāi)始選擇石墨作為電極材料,在歐洲,超過(guò)90%以上的電極材料是石墨。銅,這種曾經(jīng)占統治地位的電極材料,和石墨電極相比它的優(yōu)勢幾乎消失殆盡。是什么導致了這個(gè)戲劇性的變化?當然是石墨電極的諸多優(yōu)勢。

     ?。?)加工速度更快:通常情況下,石墨的機械加工速度能比銅快2~5倍;而放電加工速度比銅快2~3倍材料更不容易變形:在薄筋電極的加工上優(yōu)勢明顯;銅的軟化點(diǎn)在1000度左右,容易因受熱而產(chǎn)生變形;石墨的升華溫度為3650度;熱膨脹系數僅有銅的1/30。

     ?。?)重量更輕:石墨的密度只有銅的1/5,大型電極進(jìn)行放電加工時(shí),能有效降低機床(EDM)的負擔;更適合于在大型模具上的應用。

     ?。?)放電消耗更??;由于火花油中也含有C原子,在放電加工時(shí),高溫導致火花油中的C原子被分解出來(lái),轉而在石墨電極的表面形成保護膜,補償了石墨電極的損耗。

     ?。?)沒(méi)有毛刺;銅電極在加工完成后,還需手工進(jìn)行修整以去除毛刺,而石墨加工后沒(méi)有毛刺,節約了大量成本,同時(shí)更容易實(shí)現自動(dòng)化生產(chǎn)。

     ?。?)石墨更容易研磨和拋光;由于石墨的切削阻力只有銅的1/5,更容易進(jìn)行手工的研磨和拋光。

     ?。?)材料成本更低,價(jià)格更穩定;由于近幾年銅價(jià)上漲,如今各向同性石墨的價(jià)格比銅更低,相同體積下,東洋炭素的普遍性石墨產(chǎn)品的價(jià)格比銅的價(jià)格低30%~60%,并且價(jià)格更穩定,短期價(jià)格波動(dòng)非常小。

      正是這種無(wú)可比擬的優(yōu)勢,石墨逐漸取代銅成為EDM電極的首選材料。

      石墨新用途

      隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對石墨也開(kāi)發(fā)了許多新用途。

      柔性石墨制品。柔性石墨又稱(chēng)膨脹石墨,是年代開(kāi)發(fā)的一種新的石墨制品。

      1971年美國研究成功柔性石墨密封材料,解決了原子能閥門(mén)泄漏問(wèn)題,隨后德、日、法也開(kāi)始研制生產(chǎn)。這種產(chǎn)品除具有天然石墨所具有的特性外,還具有特殊的柔性和彈性。

      因此,是一種理想的密封材料。廣泛用于石油化工、原子能等工業(yè)領(lǐng)域。國際市場(chǎng)需求量逐年增長(cháng)。

      輕工業(yè)應用

      此外,石墨還是輕工業(yè)中玻璃和造紙的磨光劑和防銹劑,是制造鉛筆、墨汁、黑漆、油墨和人造金剛石、鉆石不可缺少的原料。它是一種很好的節能環(huán)保材料,美國已用它做為汽車(chē)電池。隨著(zhù)現代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展,石墨的應用領(lǐng)域還在不斷拓寬,已成為高科技領(lǐng)域中新型復合材料的重要原料,在國民經(jīng)濟中具有重要的作用。
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