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武陟县虹桥碳素有限责任公司
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石墨的用途有哪些

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  傳統用途

  1、作耐火材料:石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质,在冶金工业中主要用来制造石墨坩埚,在炼钢中常用石墨作钢锭之保护剂,冶金炉的内衬。 [1]

  2.作導電材料:在電氣工業上用作制造電極、電刷、碳棒、碳管、水銀正流器的正極,石墨墊圈、電話零件,電視機顯像管的塗層等。

  3.作耐磨润滑材料:石墨在机械工业中常作为润滑剂。润滑油往往不能在高速、高温、高压的条件下使用,而石墨耐磨材料可以在200~2000 ℃温度中在很高的滑动速度下,不用润滑油工作。许多输送腐蚀介质的设备,广泛采用石墨材料制成活塞杯,密封圈和轴承,它们运转时勿需加入润滑油。石墨乳也是许多金属加工(拔丝、拉管)时的良好的润滑剂。

  4.石墨具有良好的化學穩定性。經過特殊加工的石墨,具有耐腐蝕、導熱性好,滲透率低等特點,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、過濾器、泵設備。廣泛應用于石油化工、濕法冶金、酸堿生産、合成纖維、造紙等工業部門,可節省大量的金屬材料。

  不透性石墨的品種因所含樹脂不同,耐蝕性也有差異。如酚醛樹脂浸漬者耐酸,但不耐堿;糠醇樹脂浸漬者既耐酸,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,可作爲玻璃器的鑄模,使用石墨後黑色金屬得到鑄件尺寸精確,表面光潔成品率高,不經加工或稍作加工就可使用,因而節省了大量金屬。生産硬質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。單晶矽的晶體生長坩埚,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、用于原子能工业和国防工业:石墨具有良好的中子减速剂用于原子反应堆中,铀一石墨反应堆是应用较多的一种原子反应堆。作为动力用的原子能反应堆中的减速材料应当具有高熔点,稳定,耐腐蚀的性能,石墨完全可以满足上述要求。作为原子反应堆用的石墨纯度要求很高,杂质含量不应超过几十个PPM 。特别是其中硼含量应少于0.5PPM 。在国防工业中还用石墨制造固体燃料火箭的喷嘴,导弹的鼻锥,宇宙航行设备的零件,隔热材料和防射线材料。

  7.石墨还能防止锅炉结垢,有关单位试验表明,在水中加入一定量的石墨粉(每吨水大约用4~5 克)能防止锅炉表面结垢。此外石墨涂在金属烟囱、屋顶、桥梁、管道上可以防腐防锈。

  8.石墨可作鉛筆芯、顔料、抛光劑。石墨經過特殊加工以後,可以制作各種特殊材料用于有關工業部門。

  9.電極:石墨何以能取代銅做爲電極?

  20世紀60年代,銅做爲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,越來越多的用戶開始選擇石墨作爲電極材料,在歐洲,超過90%以上的電極材料是石墨。銅,這種曾經占統治地位的電極材料,和石墨電極相比它的優勢幾乎消失殆盡。是什麽導致了這個戲劇性的變化?當然是石墨電極的諸多優勢。

  (1)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勢明顯;銅的軟化點在1000度左右,容易因受熱而産生變形;石墨的升華溫度爲3650度;熱膨脹系數僅有銅的1/30。

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

  (3)放電消耗更小;由于火花油中也含有C原子,在放電加工時,高溫導致火花油中的C原子被分解出來,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。

  (4)沒有毛刺;銅電極在加工完成後,還需手工進行修整以去除毛刺,而石墨加工後沒有毛刺,節約了大量成本,同時更容易實現自動化生産。

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

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

  正是這種無可比擬的優勢,石墨逐漸取代銅成爲EDM電極的首選材料。

  新用途

  石墨新用途:

  隨著科學技術的不斷發展,人們對石墨也開發了許多新用途。

  柔性石墨制品。柔性石墨又稱膨脹石墨,是年代開發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,解決了原子能閥門泄漏問題,隨後德、日、法也開始研制生産。這種産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、原子能等工業領域。國際市場需求量逐年增長。

  輕工業應用

  此外,石墨還是輕工業中玻璃和造紙的磨光劑和防鏽劑,是制造鉛筆、墨汁、黑漆、油墨和人造金剛石、鑽石不可缺少的原料。它是一種很好的節能環保材料,美國已用它做爲汽車電池。隨著現代科學技術和工業的發展,石墨的應用領域還在不斷拓寬,已成爲高科技領域中新型複合材料的重要原料,在國民經濟中具有重要的作用。