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【石墨行业】我国石墨制品与美国的主要区别有哪些?

时间:2023-06-04 13:06:40 点击:262次

我国进口石墨产品主要是等静压石墨、柔性石墨和石墨电极

一、我国等静压石墨与美国的区别

等静压石墨是一种优质石墨材料,与高新技术和国防尖端技术密切相关,是21世纪最有价值的新材料之一。

我国虽然没有自己的等静压石墨生产企业,且大部分等静压石墨产品性能低下、品种单一、大尺寸高性能等静压石墨尚未实现量产。

美国等静压石墨材料的开发由来已久。 其中,汉本、美国、德国、法国生产的等静压石墨有近百种型号和自有系列,是为其他高新技术领域开发的。 提供了大量新型石墨产品。

相比之下,我国等静压石墨材料的发展受制于以下几个方面。

(一)原料与配方的区别

我国生产等静压石墨所用原料与其他石墨制品所用原料基本相同,即石油焦和沥青焦。 美国的具体生产原料和配方,我国目前还处于保密状态。

2007年竞标后,“”成立。 就目前的情况来看,西格里在中国的生产基地仅以烧结和石墨化两个工艺为主。

在上海投资建设2500吨/年等静压石墨材料生产基地。 该生产基地并非一条完整的生产线,其磨料、配方、混炼、造粒等关键工序均未设在上海。

这家外商投资的跨国公司,仍将等静压石墨材料生产的核心材料配方工艺置于国外。 这是对我国等静压技术发展的障碍和考验。

(2)生产工艺的差异

我国等静压石墨材料的生产工艺工序比美国多,手工制作程度较低,因此生产成本较高。

表1 我国与美国在技术武器、工艺、自动化程度、生产成本等方面的差异

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要想赶上发达国家,必须从硬件设备到工艺,进一步学习美国的相关工艺,才能有所提高。

(3)产品尺寸的差异

正是由于原材料和工艺的差异,我们的产品性能有所落后。

表2 我国与美国等静压石墨制品性能差异

目前,大尺寸和特大尺寸等静压石墨是我国石墨产品的空白。 美国能生产半径各向同性石墨,SGL产品半径也能达到,能生产最大半径可达2m的等静压石墨。 国外大尺寸各向同性石墨很少,而我国半径以下的等静压石墨制品产能长期供不应求,而半径以上的产品尚不能生产。

此外,该类生产设备尚未配套,产品质量难以稳定。 这就是中国企业与发达国家企业的区别。

从原材料、配方、生产工艺和装备四个方面来看,我国的等静压技术还有很长的路要走。

目前,我国每年从美国进口静压石墨铸件,约占我国消费量的3/4,且消费量逐年增加。 我国无疑是世界上潜力巨大的等静压石墨市场。 等静压石墨制品的开发在我国只有10年的历史,尚处于起步阶段。

(4) 厂家差异

国外厂家生产的等静压石墨产值低,质量、性能、产品规格、规格不能完全满足市场需求。 其中大部分是高端和小尺寸的产品,与加拿大主要厂商的产品有很大的不同。 具体表现为规格小,强度和密度不够,最主要的区别是材料结构和性能的不均匀性。

这种差异主要是由于原材料的选择和生产技术还没有达到先进水平。 低端特种石墨几乎全部依赖进口,主要来自日、日、德、法四大等静压石墨生产基地。 . 因此,我国需要在等静压石墨研究领域投入更多的工作。

二、我国柔性石墨与美国的区别

(一)什么是柔性石墨

柔性石墨通常是鳞片石墨的深加工产品。 它是利用鳞片石墨能产生层间化合物的特性。 鳞片石墨经过特定的物理处理,生成一定的层间化合物,然后进行低温热处理。 同时,石墨沿C轴方向迅速膨胀,产生一种柔韧性极佳的材料,即膨胀石墨(或柔性石墨)。 可以通过使用或不使用粘合剂压缩膨胀石墨而形成的各种形状是柔性石墨材料。

(2) 密封之王——柔性石墨

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柔性石墨具有优良的性能。 在保留鳞片石墨耐低温、耐腐蚀、自润滑等性能的同时,又具有厚度、回弹性、可塑性、抗渗性、自杀性、低密度和各向异性等特点。 特征。 所以它可以在恶劣的条件下工作。 例如在密封方面,与橡胶、石棉等相比具有无可比拟的优越性,堪称当代“密封之王”,也有人称其为“革命性材料”。

(3) 研究申请时间的差异

自1960年代首次研制成功膨胀石墨密封材料以来,短短30年的时间,柔性石墨进入了众多领域,甚至进入了一些高科技领域。 很像英、日、英、德等工业发达国家,对柔性石墨的研究非常广泛,涉及到层间化合物的制备方法等许多深层次的问题。 目前,这一领域正在蓬勃发展。

我国在柔性石墨的研究和应用方面起步较晚。 过去,关键设备上的柔性石墨中间材料通常从美国进口。

20世纪80年代初期,我国的柔性石墨仅作为密封材料使用,仅在石油、化工等少数行业用作静密封,应用范围十分狭窄。

80年代中期以后,随着科学研究的深入和产品质量的提高,柔性石墨的应用有了突破。

首先在密封方面进行了改进,使其能够在较大的压力和温度交变条件下正常工作,可作为动密封使用。 这时,它不仅可以防止泄漏,还可以通过自身的润滑性对其进行保护。 轴和衬套免受腐蚀,从而延长设备的使用寿命。 由于柔性石墨不渗透各种液体和气体,可以实现完全密封,因此在车辆、造船等行业很受欢迎。

其次,柔性石墨还被制成各种保护膜,在铸坯工艺中得到广泛应用。

第三,一些厂家在制造铁和稀有金属时,使用柔性石墨作为保护材料也取得了初步的成功。

据悉,柔性石墨还用作核装置的抗辐射内衬材料、低温炉的杂质扩散阻挡材料和隔热材料、低温石墨元件的电触头或加热装置、夹锅内衬和改进的检测轴可变电阻器的套筒和导轮等。

(4)柔性石墨在性能上的区别

我国柔性石墨的研发虽然进步很快,但与美、德、美等国相比仍有较大差距。 主要原因是生产水平低下,产品质量与发达国家差距较大。

产品性能:如柔性石墨制品的延伸硬度比美国同类产品低近20%,摩擦系数比美国产品高20%。

品种规模:我国柔性石墨制品品种单一,而西方一些发达国家和俄罗斯根据不同的使用条件开发了抗氧化、防腐型等1600多种柔性石墨制品,几乎达到人们期望的一切水平;

在柔性石墨制品复合材料方面:英国研制成功的有6种,我国只有3种,其中一种还在试验阶段。

三、我国石墨电极与美国的区别

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在石墨电极尺寸方面,我国研制的最大尺寸为Φ。 早在10年前,Φ的石墨电极就已在国际上使用。

近年来,随着我国冶金产业结构优化升级,生产兵器落后的小电炉逐步被淘汰,大功率、超大功率电炉发展迅速,大大减少了供给和普通功率中小型石墨电极供不应求,造成产品严重短缺。 ,但超高功率大尺寸石墨电极的需求逐年增加。

为此,我国石墨电极供需中超大功率电极供不应求,大功率电极供需基本趋于平衡,普通功率电极供需处于过量的。

在品种结构上,我国与发达国家的差距也很大。 目前,英国UCAR、台湾东海、昭和菲特等生产超高功率电极,其中约80%为上述大尺寸的超高功率电极,而超高功率电极的产值——我国大功率电极仅占石墨电极总产值的27%左右。 . 由于超高功率、大功率电炉冶炼比普通功率电炉节电10%-20%,炼钢时间缩短20%,单位成本节约10%以上总的来说,所以推动我国炼铁电炉向超大功率发展是大势所趋。

四、展望

现阶段,我国石墨仍以传统工业领域为主,即钢铁炼钢、铸造、机械润滑和车辆制造等占很大比重。

在新兴产业石墨制品领域,我国重点发展锂电池、燃料板、电脑芯片、显示器和手机触摸屏、刹车片、工业砌筑、汽油添加剂等。

为了保护我国的石墨矿产资源,一方面要加强立法,提高准入门槛。 另一方面,在加强地质钻探的同时,要大力提高石墨矿精加工技术,探索开发高附加值的新型石墨产品。

在未来对石墨的研究中,虽然石墨在大多数材料中只是作为辅助材料或附属物,但石墨的π或σ键的物理性质可以揭示出来,其结构和理化性质可以很容易地进行调整。 相信随着全球技术的变革,石墨将在高精密领域得到越来越广泛的应用。

独家编辑整理:中国粉体技术网

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