石墨碳素制品有哪些?石墨炭素制品材料及那个行业用石墨制品件最多
177
℃ 鸿盛标牌
石墨碳素制品大部分为石墨电极,在冶金、电气和机械制造领域也广泛应用;下面电百科就来介绍下石墨碳素制品有哪些?石墨炭素制品材料及那个行业用石墨制品件最多。
一、石墨碳素制品有哪些?
石墨碳素制品最早的是从人造石墨电极开始,随着冶金、电气和机械行业发展,炭素材料广泛开发利用,如碳刷、碳电阻柱、电热和电化学用电极等。自从炭素材料从碳质跨越到石墨质以后导电性、耐腐蚀性、导热性等大大提升,使得在炼钢石墨电极、电解板、发热体、坩埚、电刷、密封圈等石墨碳素制品被制造出来并广泛应用于冶金炼钢、制碱、电气和机械等行业。
二、石墨炭素制品材料
为了解石墨炭素制品材料先要理清石墨、炭素、碳三者之间的关系。
1、碳——化学元素,C。
2、炭——固体材料C/H>10:
炭素制品是指使用无定型碳原料(例如煤炭、石油焦、沥青焦等)提纯后的碳制品。随原料和加工工艺的不同,这类炭素制品中的碳元素晶体结构含的石墨晶体结构比例会有所不同。一般来说是含的石墨晶体结构成分越多,碳的纯度越高,性能和价格就越高。由于炭素材料与石墨材料本质上的区别并不大,很多炭素制品也被冠以了“石墨XX”的称谓。这也 是石墨和炭素两个词汇概念产生混淆的根源。例如炼钢工业中常用的大型电极称为“石墨电极”,其实它是炭素制品,并非真正意义上的石墨制成的电极。从外观形式上说,常见炭素制品体积较大,如冶金用电极、冶炼炉的内衬砖(炭素块),炭素散热器等等。
3、石墨材料——六方结晶形碳分子结构:
石墨是元素碳的一种同素异形体,每个碳原子的周边连结着另外三个碳原子(排列方式呈蜂巢式的多个六边形)以共价键结合,构成共价分子。由于每个碳原子均会放出一个电子,那些电子能够自由移动,因此石墨属于导电体。石墨有天然石墨和人造石墨之分。天然石墨矿又分为土状石墨和鳞片石墨,其中鳞片石墨是更为优质的天然石墨。人造石墨则是指将属于无定型碳分类的炭素材料进深加工,提高了碳的纯度,进一步增加了石墨状晶体结构的比例后获得的石墨材料。石墨材料跟炭素材料一样可以制成电极、耐火材料等工业品。但是由于其具有更多的优异特性,纯度更高,信瑞达石墨所生产的产品在许多高端领域都有应用。例如太阳能光伏、电子半导体、工业炉高温处理、机械加工、有色金属冶炼、电火花加工、金刚石烧结模具、模具、太阳能光伏、化工、核工业和石英等行业。
炭素材料的主要化学成分是碳,但还含有氢、氧、硫、甚至金属等其他元素。其中氢这一元素,不管选用什么原料,在制造过程中热处理的温度,不管高到什么程度,也始终是不能完全除掉的。什么样的物质才叫炭素材料,对这一问题,国际炭素术语与表征委员会,曾经有过较长时间的讨论。正如郭沫若所说,作为一种物料的炭素,一烧就“化为乌有”了。但作为元素的碳,则是烧不掉的,只是存在的形式改变了,变成存在于气态的二氧化碳之中。总之,碳元素和炭素材料不是一码事,不能混为一谈,应避免用同一个字来加以表述。
碳,第六号化学元素;炭素、炭素材料的总称;炭质、炭质材料、非石墨质炭素材料;这三种含义,在使用中常常互相混淆,有时指炭素材料的总称,有时又单指炭质材料;在这种情况下,把碳元素和炭材料两种不同的概念,用同一个字来表述,必然会引起混乱。
碳是一种元素名称,炭素材料其实是含有较多无定型碳结构的碳材料。石墨材料则是以石墨晶体为主的碳材料。二者都具有很多相同共性,但又有明显区别。
三、那个行业用石墨制品件最多?
石墨制品被普遍应用于以下行业领域:
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、作铸造、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瓷舟。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。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。
9、石墨电极是冶金炼钢行业里用石墨制造件最多的,可以看这篇文章介绍:石墨电极是干什么用的?石墨电极的原理及石墨电极的用途和性能。
10、改善橡胶耐磨蚀性能的改性剂。更多关于石墨碳素制品问题请关注电百科,盗载必究。