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石墨的用途
 
 
石墨的用途
 
    石墨是碳的结晶体,是一种非金属材料,色泽银灰,质脆,具有金属光泽。莫氏硬度为1~2,比重2.2~2.3g/cm3,其容重一般为 1.5~1.8 g/cm3。 石墨的溶点极高,在真空下到3000℃时才开始趋向溶融状态,到3600℃时石墨开始升华,一般的材料在高温下强度逐渐降低,而石墨在加热到2000℃,其强度反而较常温时提高一倍,但石墨的耐氧化性能差,随着温度的提高氧化速度逐渐增加。
     石墨具有相当高的导热性和导电性,其导电性比不锈钢高4倍,比碳素钢高2倍,比一般的非金属高100倍。其导热性,不仅超过钢、铁、铅等金属材料,而且随温度升高导热系数降低,这和一般金属材料不同,在极高的温度下,石墨甚至趋于绝热状态。因此,在超高温条件下,石墨的隔热性能是很可靠的。
    石墨具有良好的润滑性和可塑性,石墨摩擦系数小于0.1,石墨可展成透气透光薄片,在高强石墨硬度很大,以至用金刚石刀具都难以加工。
     石墨具有化学稳定性,能耐酸、耐碱,耐有机溶剂的腐蚀。 由于石墨有以上特有优良性能,在近代工业用途日益广泛。
     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。
     2、作导电材料:在电气工业上用作制造电极、电刷、碳棒、碳管、水银正流器的正极,石墨垫圈、电话零件,电视机显像管的涂层等。
     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(一) 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,就大量用于制作热交换器,反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、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,可节省大量的金属材料。
     5、用于铸造、翻砂、压模及高温冶金材料:由于石墨的热膨胀系数小,而且能耐急冷急热的变化,可作为玻璃器的铸模,使用石墨后黑色金属得到铸件尺寸精确,表面光洁成品率高,不经加工或稍作加工就可使用,因而节省了大量金属。生产硬质合金等粉末冶金工艺,通常用石墨材料制成压模和烧结用的舟。单晶硅的晶体生长坩埚,区域精炼容器,支架夹具,感应加热器等都是用高纯石墨加工而成的。此外石墨还可作真空冶炼的石墨隔热板和底座,高温电阻炉炉管,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,铀一石墨反应堆是目前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、石墨可作铅笔芯、颜料、抛光剂。石墨经过特殊加工以后,可以制作各种特殊材料用于有关工业部门。 如不透性石墨,定向高密度石墨,石墨纤维布等。
 
 
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