高純石墨的應用
石墨含量在 99.9%以上的石墨叫高純石墨。是理想的無 機非金屬用坩堝舟皿、單晶爐用加熱器、電火花加工石墨、 燒結模具、電子管陽極、金屬涂鍍、半導體技術用的石墨坩 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 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、導電、導熱膨脹系數(shù)小、自潤滑、易于精密機加工等優(yōu)點。
高純石墨 - 石墨相關組成
石墨與金剛石、碳 60、碳納米管等都是碳元素的單質 ,它們互為同素異形體。石墨質軟, 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方法測試),在隔絕氧氣條件下,其熔點在 300 0℃以上,是耐溫的礦物之一。
高純石墨 - 石墨特殊性質
1、耐高溫型: 石墨的熔點為 3850± 50℃,沸點為 4250℃, 即使經溫電弧灼燒,重量的損失很小,熱膨脹系數(shù)也很 小。石墨強度隨溫度提高而加強,在2000℃時,石墨強度提 高一倍。
2、導電、導熱性:石墨的導電性比一般非金屬礦高一 百倍。導熱性超過鋼、鐵、鉛等金屬材料。導熱系數(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 夠導電是因為石墨中每個碳原子與其他碳原子只形成3個共 價鍵 , 每個碳原子仍然保留1個自由電子來傳輸電荷。
3、潤滑性:石墨的潤滑性能取決于石墨鱗片的大小, 鱗片越大,摩擦系數(shù)越小,潤滑性能越好。
4、化學穩(wěn)定性:石墨在常溫下有良好的化學穩(wěn)定性, 能耐酸、耐堿和耐有機溶劑的腐蝕。
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能經受住溫度的劇 烈變化而不致破壞,溫度突變時,石墨的體積變化不大,不 會產生裂紋。
石墨何以能取代銅?
20 世紀 60年代,銅作為電極材料被廣泛應用,使用率約 占 90%,石墨僅有 10%左右; 21世紀,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,這種曾經占統(tǒng)治地位的電極材料,和石墨電極 相比它的優(yōu)勢幾乎消失殆盡。是什么導致了這個戲劇性的變 化?當然是石墨電極的諸多優(yōu)勢。
1、加工速度更快:通常情況下,石墨的機械加工速 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)勢明顯;銅的軟化點在 1000度左右,容易因受熱而產生變形;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 行放電加工時,能有效降低機床(( EDM)的負擔;更適合于 在大型模具上的應用。
3、放電消耗更小;由于火花油中也含有 C原子,在 放電加工時,高溫導致火花油中的 C原子被分解出來,轉而 在石墨電極的表面形成保護膜,補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, 同時更容易實現(xiàn)自動化生產;
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 ,更容易進行手工的研磨和拋光;
6、材料成本更低,價格更穩(wěn)定;由于近幾年銅價上 漲,如今各向同性石墨的價格比銅更低,相同體積下,東洋 炭素的普遍性石墨產品的價格比銅的價格低 30%~ 60%,并 且價格更穩(wěn)定,短期價格波動非常小。
正是這種無可比擬的優(yōu)勢,石墨逐漸取代銅成為EDM電 極的首選材料
高純石墨 - 石墨產地
著名產地:紐約 Ticonderoga ,馬達加斯加和Ceylon , 以平頂山寶豐有著較大的產地。