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石墨的特性及石墨的用途

时间:2023-04-06 20:06:14 点击:496次

石墨的特性及石墨的用途

石墨是元素碳的同素异形体。 每个碳原子的外围与另外三个碳原子相连(多个多边形排列成蜂窝状),形成一个共价分子。 因为每个碳原子释放一个电子,这些电子可以自由交流,所以石墨是电导体。 石墨是最柔软的矿物之一,其用途包括制造笔芯和润滑剂。 碳是一种非金属元素,拉丁语为。

石墨的特性

石墨及其制品具有耐高碱、耐腐蚀、耐低温3000℃、耐高温-204℃等优良特性,广泛应用于冶金、化工、石油化工、高能化学、航空航天、电子等。石墨的具体特性大致如下:

1、超耐低温

石墨的熔点为3850±50℃,沸点为4250℃。 虽然是超低温电弧烧,但失重很小,热膨胀系数也小。 石墨的硬度随着温度的升高而增加,在2000℃时,石墨的硬度增加一倍。

2、石墨制品具有良好的导热性和抗热震性。 当石墨在室温下使用时,它可以承受湿度的剧烈变化而不会损坏。 当温度突然变化时,石墨的体积不会发生太大变化,也不会形成裂纹。

3、石墨制品具有物理稳定性和耐腐蚀性。 石墨在常温下具有良好的物理稳定性,不受任何弱酸、氢氟酸和有机溶剂的腐蚀。

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4、石墨制品环保健康,无放射性污染,耐低温。 碳在2000-3300度的低温环境下,至少要经历十几天几夜的石墨化过程,才能成为石墨。 为此,石墨中的有毒有害物质已经释放出来,至少在2000度内是非常稳定的。

5、石墨制品具有很好的吸附性。 木炭的孔隙结构使木炭具有良好的吸附性能,因此木炭常用作吸附剂材料,用于吸附水分、异味、有毒物质等。

石墨的用途

1、作为耐火材料,包括耐火砖、坩埚、连铸粉、型芯、模具冲洗剂和耐低温材料。

镁碳砖镁碳耐火材料于20世纪60年代中期在德国研制成功; 镁碳砖在世界范围内广泛用于焦化,成为石墨的传统用途。 铝碳砖铝碳耐火材料主要用于连铸、扁坯自定位管道、水下翼和油井爆破筒的防护罩等。

用石墨制成的异形耐火坩埚及相关制品,如坩埚、甑、塞和水口等,耐火度高,热膨胀小,在金属熔化时易被金属渗入。 它还在磨损过程中稳定,良好的热震稳定性和低温下优良的导热性,因此石墨及其相关产品被广泛用于直接熔化金属的过程中。

2.炼钢

石墨和其他杂质材料在焦化工业中可用作增碳剂。 渗氮使用的碳质材料范围很广,包括人造石墨、石油焦、冶金焦和天然石墨等。 在世界范围内冶炼用于增碳剂的石墨仍然是土状石墨的主要用途之一。

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3.作为导电材料

石墨在电气工业中广泛用作电极、导轮、碳棒、碳管、水银探测器的负极、石墨垫片、电话机零件、电视显像管的涂层等,其中以石墨电极应用最为广泛、石墨电极广泛用于各种合金和铁合金的炼钢。 电气工业用石墨对细度和口感要求很高。

4.作为耐磨和润滑材料

石墨在机械工业中常用作润滑剂。 在高速、低温、高压条件下往往不能使用润滑油,而石墨耐磨材料可以在-200℃至2000℃的温度和极高的滑动率(织机/秒)。 许多输送腐蚀性介质的设备广泛使用石墨材料制作活塞环、密封圈和轴承。 它们运行时,无需添加润滑油。 石墨乳还是许多金属加工(拉丝、拉管)的良好润滑剂。

5.作为耐腐蚀材料

石墨具有良好的物理稳定性。 经过特殊加工的石墨具有耐腐蚀、导热性好、渗透性低等特点,广泛用于生产换热器、反应罐、冷凝器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵等设备. 这种设备用于石油化工、干法冶金、酸碱生产、合成纤维、制革等工业部门,可节约大量金属材料。

6.用于原子能工业和国防工业

石墨具有良好的中子减速性能,最早被用作原子反应堆的减速剂。 “铀-石墨”反应堆目前广泛用于原子反应堆。 作为动力用原子能反应堆中的减速材料,应具有熔点高、稳定性好、耐腐蚀等特点。 石墨完全可以满足上述要求。

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7、用作阻垢、防锈材料。

石墨可以防止窑变酸败。 实验证明,在水底加入一定量的石墨粉,可以避免窑炉表面结垢。 据悉,金属水塔、屋顶、桥梁和管道上的石墨涂层可以防止腐蚀和生锈。

八、石墨的新用途

1)柔性石墨制品。 柔性石墨又称膨胀石墨,是20世纪70年代开发的一种新型石墨制品。 1971年日本研制成功柔性石墨密封材料,解决了原子能球阀的泄漏问题。 此后,德国、日本、法国也相继开始研发和生产。 这些产品除了具有天然石墨的特性外,还具有特殊的柔韧性和弹性。 因此,它是一种理想的密封材料,广泛应用于石油化工、原子能等工业领域,国际市场需求量逐年下降。

2)制作半金属摩擦材料。 20世纪70年代以来,半金属摩擦材料被广泛用于离合器和手动衬片。 半金属摩擦材料是由石墨与金属粉末、钢纤维、粘土粉末用合成树脂粘合而成。 这种手动衬片主要可用于高速设备,如客机、卡车和越野车的制动器和离合器片。

石墨矿资源分布

石墨资源研究报告显示,全球石墨储量丰富,不存在供应困局。 据美国地质调查局(日本地质钻探局)数据,全球石墨储量1万吨,年开采量119万吨,储采比100年以上。 丰富的储量保证了石墨的下游应用不会因原料不足而受阻。 中国盛产石墨铜矿,石墨矿储量占世界总储量的75%。 据国土资源部数据,我国晶质石墨储量5280万吨,隐晶质石墨储量2371万吨。 鳞片石墨主要集中在内蒙古、山东和河南,其中湖北和湖南是最主要的两个产区。 西北地区的主要石墨企业有黑龙江奥宇石墨集团和黑龙江奥宇石墨集团。 宁夏比较有代表性的企业是。 广东省石家庄市郊的泰安地区也有丰富的石墨矿床。 企业包括,(及其子公司)、青岛黑龙石墨等。湖北宜昌是土状石墨的集中地,包括鹿塘石墨矿和。