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高純石墨的應(yīng)用

jcadmin | 2020-08-19 11:06:42

高純石墨的應(yīng)用

石墨含量在 99.9%以上的石墨叫高純石墨。是理想的無機(jī)非金屬用坩堝舟皿、單晶爐用加熱器、電火花加工石墨、燒結(jié)模具、電子管陽極、金屬涂鍍、半導(dǎo)體技術(shù)用的石墨坩堝、發(fā)射電子管、閘流管和汞弧整流器用的石墨陽極、柵極等。高純石墨 - 高純石墨特點(diǎn) 高純石墨具有電阻系數(shù)小、耐高溫、耐腐蝕、抗氧化、抗熱震性好、導(dǎo)電、導(dǎo)熱膨脹系數(shù)小、自潤(rùn)滑、易于精密機(jī)加工等優(yōu)點(diǎn)。

高純石墨 - 石墨相關(guān)組成

石墨與金剛石、碳 60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì) ,它們互為同素異形體。石墨質(zhì)軟，黑灰色；有油膩感，可污染紙張。硬度為 1～ 2，沿垂直方向隨雜質(zhì)的增加其硬度可增至3～ 5。比重為1． 9～ 2． 3。比表面積范圍集中在 1-20m2/g （ F-Sorb2400 比表面積儀 BET方法測(cè)試），在隔絕氧氣條件下，其熔點(diǎn)在 300 0℃以上，是耐溫的礦物之一。

高純石墨 - 石墨特殊性質(zhì)

1、耐高溫型：石墨的熔點(diǎn)為 3850± 50℃，沸點(diǎn)為 4250℃，即使經(jīng)溫電弧灼燒，重量的損失很小，熱膨脹系數(shù)也很小。石墨強(qiáng)度隨溫度提高而加強(qiáng)，在2000℃時(shí)，石墨強(qiáng)度提高一倍。

2、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性：石墨的導(dǎo)電性比一般非金屬礦高一百倍。導(dǎo)熱性超過鋼、鐵、鉛等金屬材料。導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高而降低，甚至在極高的溫度下，石墨成絕熱體。石墨能夠?qū)щ娛且驗(yàn)槭忻總€(gè)碳原子與其他碳原子只形成3個(gè)共價(jià)鍵 , 每個(gè)碳原子仍然保留1個(gè)自由電子來傳輸電荷。

3、潤(rùn)滑性：石墨的潤(rùn)滑性能取決于石墨鱗片的大小，鱗片越大，摩擦系數(shù)越小，潤(rùn)滑性能越好。

4、化學(xué)穩(wěn)定性：石墨在常溫下有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，能耐酸、耐堿和耐有機(jī)溶劑的腐蝕。

5、可塑性：石墨的韌性好，可碾成很薄的薄片。

6、抗熱震性：石墨在常溫下使用時(shí)能經(jīng)受住溫度的劇烈變化而不致破壞，溫度突變時(shí)，石墨的體積變化不大，不會(huì)產(chǎn)生裂紋。

石墨何以能取代銅？

20 世紀(jì) 60年代，銅作為電極材料被廣泛應(yīng)用，使用率約占 90％，石墨僅有 10％左右； 21世紀(jì)，越來越多的用戶開始選擇石墨作為電極材料，在歐洲，超過 90％以上的電極材料是石墨。銅，這種曾經(jīng)占統(tǒng)治地位的電極材料，和石墨電極相比它的優(yōu)勢(shì)幾乎消失殆盡。是什么導(dǎo)致了這個(gè)戲劇性的變化？當(dāng)然是石墨電極的諸多優(yōu)勢(shì)。

1、加工速度更快：通常情況下，石墨的機(jī)械加工速度能比銅快 2~5倍；而放電加工速度比銅快 2~3倍；材料更不容易變形：在薄筋電極的加工上優(yōu)勢(shì)明顯；銅的軟化點(diǎn)在 1000度左右，容易因受熱而產(chǎn)生變形；石墨的升華溫度為 3650度；熱膨脹系數(shù)僅有銅的 1/30 。

2、重量更輕：石墨的密度只有銅的 1/5 ，大型電極進(jìn) 行放電加工時(shí)，能有效降低機(jī)床（（ EDM）的負(fù)擔(dān)；更適合于在大型模具上的應(yīng)用。

3、放電消耗更?。挥捎诨鸹ㄓ椭幸埠?C原子，在放電加工時(shí)，高溫導(dǎo)致火花油中的 C原子被分解出來，轉(zhuǎn)而在石墨電極的表面形成保護(hù)膜，補(bǔ)償了石墨電極的損耗。

4、沒有毛刺；銅電極在加工完成后，還需手工進(jìn)行修整以去除毛刺，而石墨加工后沒有毛刺，節(jié)約了大量成本，同時(shí)更容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)；

5、石墨更容易研磨和拋光；由于石墨的切削阻力只有銅的 1/5 ，更容易進(jìn)行手工的研磨和拋光；

6、材料成本更低，價(jià)格更穩(wěn)定；由于近幾年銅價(jià)上漲，如今各向同性石墨的價(jià)格比銅更低，相同體積下，東洋炭素的普遍性石墨產(chǎn)品的價(jià)格比銅的價(jià)格低 30％～ 60％，并且價(jià)格更穩(wěn)定，短期價(jià)格波動(dòng)非常小。

正是這種無可比擬的優(yōu)勢(shì)，石墨逐漸取代銅成為EDM電極的首選材料

高純石墨 - 石墨產(chǎn)地

著名產(chǎn)地：紐約 Ticonderoga ，馬達(dá)加斯加和Ceylon ，以平頂山寶豐有著較大的產(chǎn)地。