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石墨有哪些用途?

时间:2023-10-16 13:02:51 点击:187次

1. 传统用途

1、用作耐火材料:石墨及其制品具有耐高温、高强度的性能。 在冶金工业中,主要用于制造石墨坩埚。 在炼钢中,石墨常用作钢锭的保护剂和冶金炉的内衬。

2、作为导电材料:在电气工业中用于制作电极、电刷、碳棒、碳管、汞集流体正极、石墨垫片、电话零件、电视显像管涂料等。

3、作为耐磨润滑材料:石墨在机械工业中常用作润滑剂。 在高速、高温、高压条件下往往不能使用润滑油,但石墨耐磨材料可以在200~2000℃的温度下在无润滑油的情况下进行高滑动速度工作。 许多输送腐蚀性介质的设备广泛使用石墨材料来制造活塞皮碗、密封圈和轴承。 它们在运行时不需要添加润滑油。 石墨乳液也是许多金属加工(拉丝、拉管)的良好润滑剂。

4、石墨具有良好的化学稳定性。 经过特殊加工的石墨具有耐腐蚀、导热性好、渗透率低等特点。 广泛应用于热交换器、反应罐、冷凝器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器等的制作。 、泵设备。 广泛应用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门,可节省大量金属材料。

不同类型的防渗石墨因其所含树脂不同,其耐腐蚀性能也不同。 例如,浸渍酚醛树脂的耐酸但不耐碱; 经糠醇树脂浸渍的产品既耐酸又耐碱。 不同品种的耐热性也有差异:碳和石墨在还原气氛中可耐2000~3000℃,在氧化气氛中分别在350℃和400℃开始氧化; 防渗石墨品种随浸渍剂的不同而不同,一般用酚醛或糠醇浸渍的,耐热温度在180℃以下。

5、用于铸造、砂型铸造、冲压及高温冶金材料:由于石墨的热膨胀系数小,能承受快速的冷却和加热变化,因此可用作玻璃器皿的铸造模具。 使用石墨后,可以获得尺寸精确、表面光滑、成品率高的黑色金属铸件。 无需或很少加工即可使用,从而节省大量金属。 在硬质合金生产等粉末冶金工艺中,通常使用石墨材料来制造冲压模具和用于烧结的瓷舟。 单晶硅晶体生长坩埚、区域精炼容器、支架夹具、感应加热器等均采用高纯石墨加工而成。 此外,石墨还可用作真空冶炼用石墨绝热板和底座,高温电阻炉管、棒、板、栅等部件。

6、用于原子能工业和国防工业:石墨具有良好的中子慢化剂,用于原子反应堆。 铀石墨反应堆是一种广泛使用的原子反应堆。 作为动力用原子能反应堆中的减速材料,应具有高熔点、稳定性和耐腐蚀性。 石墨完全可以满足上述要求。 原子反应堆所用石墨的纯度很高,杂质含量不应超过几十PPM。 特别是硼含量应小于0.5PPM。 在国防工业中,石墨还用于制造固体燃料火箭的喷嘴、导弹的鼻锥、航空航天设备的零部件、隔热材料和防辐射材料等。

7、石墨还可以防止锅炉结垢。 有关单位试验表明,在水中加入一定量的石墨粉(每吨水约4~5克)可以防止锅炉表面结垢。 此外,金属烟囱、屋顶、桥梁和管道上的石墨涂层可以防止腐蚀和生锈。

8、石墨可用作铅笔芯、颜料、抛光剂。 石墨经特殊加工后可制成各种特种材料用于相关工业部门。

9、电极:石墨如何替代铜作为电极?

20世纪60年代,铜被广泛用作电极材料,使用率约为90%,石墨仅占10%左右。 进入21世纪,越来越多的用户开始选择石墨作为电极材料。 在欧洲,90%以上的电极材料是石墨。 铜作为曾经占主导地位的电极材料,与石墨电极相比几乎失去了优势。 是什么导致了这种戏剧性的变化呢? 当然石墨电极还有很多优点。

(1)加工速度更快:一般情况下,石墨的机械加工速度可比铜快2~5倍; 而放电加工速度比铜快2~3倍,材料不易变形:在薄肋状电极加工中优势明显; 铜的软化点在1000度左右,受热容易变形; 石墨的升华温度为3650度; 热膨胀系数仅为铜的1/30。

(2)重量更轻:石墨的密度仅为铜的1/5。 采用大电极进行放电加工时,可以有效减轻机床(EDM)的负担; 更适合大型模具中的应用。

(3)放电消耗较小; 由于火花油中也含有C原子,在放电加工时,高温使火花油中的C原子分解,进而在石墨电极表面形成一层保护膜,补偿损失。

(4)无毛刺; 铜电极加工后需要人工修整去除毛刺,而石墨加工后没有毛刺,节省了大量成本,更容易实现自动化生产。

(5)石墨更容易研磨和抛光; 由于石墨的切削阻力仅为铜的1/5,因此更容易进行手工研磨和抛光。

(6)材料成本更低,价格更稳定; 由于近年来铜价上涨,各向同性石墨的价格现在低于铜。 同等体积下,东洋炭素通用石墨产品的价格比铜的价格低30%。 %~60%,且价格较为稳定,短期价格波动很小。

正是这种无可比拟的优势,使得石墨逐渐取代铜成为电火花加工电极的首选材料。

2、石墨的新用途:

随着科学技术的不断发展,人们也开发出了石墨的许多新用途。

柔性石墨制品。 柔性石墨又称膨胀石墨,是20世纪90年代开发的新型石墨产品。

1971年,美国研究成功柔性石墨密封材料,解决了原子能阀门的泄漏问题。 随后,德国、日本、法国也开始研发生产。 该产品除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。 国际市场需求逐年增加。

轻工业应用

此外,石墨还是轻工玻璃、纸张的抛光剂和防锈剂。 是制造铅笔、墨水、黑漆、墨水以及人造钻石和钻石不可缺少的原料。 是一种非常好的节能环保材料,在美国已被用作汽车电池。 随着现代科学技术和工业的发展,石墨的应用领域仍在不断扩大,已成为高新技术领域新型复合材料的重要原材料,在国民经济中发挥着重要作用。