1.核安全加速石墨材料在核電中的應用。
日本福島核事故引發(fā)核電危機,核安全成為核電未來發(fā)展的關鍵因素。一些歐洲國家已經(jīng)放緩或停止了核電站的建設,德國甚至宣布在2020年關閉核電站。中國也在重新審視核電發(fā)展的規(guī)劃。但從長遠來看,核電仍然是發(fā)電效率高、前景好的發(fā)電機組,我國大力發(fā)展核電的長期計劃沒有改變。在核電建設中,核安全是第一位的。高溫氣冷堆(HTR)是國際核能界公認的高安全性新型核反應堆,是未來核電站的發(fā)展趨勢。
石墨是中子的減速劑和優(yōu)異的反射體,其許多優(yōu)異的特性使其成為核工業(yè)中的關鍵材料之一。在高溫氣冷堆中,碳材料是不可缺少的減速材料、反射材料和結構材料。高溫氣冷堆需要大量先進的石墨材料。可以說,高溫氣冷堆的建造離不開核石墨材料。高溫氣冷堆以氦氣為冷卻劑,以碳和陶瓷材料為燃料涂層材料,以石墨或碳材料為減速材料和爐芯結構材料,將接近1000℃的高溫氣體引出反應堆供能源利用。世界上已經(jīng)建立了許多用于研發(fā)的高溫氣冷堆。此外,核石墨可用于制作熱結構,各向同性碳石墨材料可用于制作石墨球、芯材、電極等核石墨制品。
2.其他要求:模具、連鑄、人造金剛石石墨的增長潛力不容忽視。
在中國,有大量的用于結晶器和連鑄的石墨,各種用于結晶器和連鑄的石墨約占總需求的26%。在機械工業(yè)的鑄造行業(yè)中,石墨材料被廣泛用作超硬合金的壓鑄、離心鑄造和熱擠壓的加工模具。大型純銅、青銅、黃銅等的生產(chǎn)。主要采用連續(xù)鑄造的方法,其中結晶器由等靜壓石墨制成,對產(chǎn)品質(zhì)量起著至關重要的作用。由于等靜壓石墨具有良好的導熱性、熱穩(wěn)定性、自潤滑性、抗?jié)櫇裥院突瘜W惰性,它已成為制作模具不可替代的材料。等靜壓石墨還用于制造金剛石工具和硬質(zhì)合金燒結模具、光纖拉絲機的熱場部件(加熱器、絕緣筒等)。)、真空熱處理爐的熱場部件(加熱器、承重架等。),以及精密石墨換熱器、機械密封部件、活塞環(huán)、軸承、火箭噴管等。
碳具有良好的導電性和導熱性、電特性、潤滑性、高溫特性、耐化學腐蝕性、耐熱性、耐高溫熱剝離性、電化學性能等基本特性。碳,特別是特種石墨,已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)中不可缺少的材料和工業(yè)原料。依靠其固有的特性,往往以基礎原材料、模具、器具、構件、元器件、結構材料等形式,廣泛應用于各種不同環(huán)境、不同生產(chǎn)條件的行業(yè)的工業(yè)產(chǎn)品制造過程中。炭素行業(yè)是一個非常多元化的行業(yè),既有傳統(tǒng)行業(yè)的基礎,又有高技術、高技術發(fā)展的機會和空間,發(fā)展前景將長期良好。同時,炭素行業(yè)也是對石油化工和煤化工產(chǎn)生的廢渣進行深加工再利用的行業(yè),是符合循環(huán)經(jīng)濟理念的能源循環(huán)利用行業(yè)。
3.電火花加工對特種石墨的需求正在穩(wěn)步增長。
電火花加工的主要優(yōu)點是可用于加工難加工材料。工具電極不與工件接觸,兩者之間的作用力很小,適用于加工特殊復雜形狀的零件。在EDM過程中,作為陽極的工具電極可以由銅或石墨制成。與銅電極相比,石墨電極比銅輕,密度僅為銅的20%,易于加工,切削時不易產(chǎn)生應力和熱變形,熔點在3000℃以上時熱膨脹系數(shù)小。
在特種石墨的需求結構中,EDM約占15%,是需求量較大的下游用戶之一。大約25%的高級石墨和75%的中低級石墨用于電火花加工石墨產(chǎn)品。