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石墨应用领域

2023-10-26

作为碳元素常见的矿物——石墨,与我们的生活中息息相关,普通人常见的是铅笔、干电池碳棒等。但石墨在军工、耐火材料、冶金工业、化学工业等方面都具有重要的用途。

石墨具有金属和非金属两种特性:石墨作为热电的良好导体体现了金属特性;非金属特性是耐高温,具有高热稳定性、化学惰性和润滑性,其用途也十分广泛。

主要应用领域

一、耐火材料

在冶金工业中,作耐火材料,用作钢锭保护剂。由于石墨及其制品具有耐高温、强度高的性质,在冶金工业中用来制造石墨坩埚,炼钢炉衬里、保护渣及连铸等。

二、冶金铸造工业

钢铁和铸造:石墨用于炼钢工业的增碳剂。

在铸造方面,石墨用于铸造、翻砂、压模材料:由于石墨的热膨胀系数小,使用石墨作铸模涂料,使铸件尺寸精确,表面光洁,减少铸件的裂纹和孔隙,成品率高。另外,石墨用于生产粉末冶金、超硬合金;生产碳素制品等。

三、化学工业

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,利用石墨制作石墨管道,可以保证化学反应正常进行,可以满足制造高纯化学物品的需要。

四、电气电子工业

用于生产微粉石墨电极、电刷、电池、锂电池、燃料电池的正极导电材料、阳极板、电棒、碳管、石墨垫圈、电话零件、整流器的正极、电磁屏蔽的导电塑料、换热器元件以及电视机显像管的涂层等。其中以石墨电极应用较广,用于冶炼各种合金;此外,石墨用于电解金属镁、铝等的电解槽的阴极。

目前氟化石墨(CF,GF)大量用于高能电池材料,特别是CF0.5-0.99的氟化石墨较适合做高能电池的阳极材料,并使电池小型化。

我国已经引进显像管石墨乳和柔性石墨纸生产线;而且近年来,在石墨深加工、微粉石墨、氟化石墨和超微细石墨的生产及石墨制品方面有了很大进展。

五、原子能、宇航和国防工业

石墨具有高熔点、稳定、耐腐蚀以及良好的抗α—射线和使中子减速性能,用于核工业方面的石墨材料叫核石墨。有原子反应堆用中子减速剂、反射剂、生产同位素用的热柱石墨、高温气冷堆用的球状石墨、核反应堆热构件密封垫片和堆体砌块等。

石墨用于热中子反应堆,也有希望用于聚变堆,在热中子反应堆中可作为燃料区的中子慢化剂、燃料区周围的反射层材料,以及堆芯内部的结构材料。

石墨模具

另外,石墨还用于制造远程导弹或者航天火箭推进器的材料,宇宙航行设备的零件,隔热材料和防射线材料,制造固体燃料火箭发动机尾喷管喉衬等,用于生产航空电刷,以及航天器上的直流电机以及宇航设备零件、人造卫星上无线电连接信号和导电结构材料;在国防工业方面,可用于制造新型潜艇的轴承,生产国防用高纯石墨、石墨炸弹、隐形飞机和导弹的鼻锥等。特别是石墨炸弹可瘫痪变电站及其他大型电器的运行,并且对气象影响较大。

六、机械工业

石墨广泛用于生产汽车刹车衬里等部件以及机械工业耐高温的润滑剂;石墨在加工成胶体石墨和氟化石墨(CF,GF)后,在机械工业中如飞机、轮船、火车、汽车等高速运转机械中,常用作固体润滑剂。

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