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石墨級石墨制品的性質及用途

    石墨是典型的層狀結構物質，碳原子成層排列，每個碳原子與相鄰碳原子之間等距相連，每一層中的碳原子按六方形環狀排列，上下相鄰層的碳六方環通過平行網面方向相互位移后再疊置形成層狀結構，位移的方向和距離不同就導致不同的結構。上下兩層的碳原子之間距離比同一層內的碳之間的距離大（層內C-C間=0.142nm，層間C-C間距=0.340nm）。石墨由于其結構而具有以下性質：

1、耐高溫型：石墨的熔點為3850±50℃，沸點為4250℃，即使經超高溫電弧灼燒，重量的損失也很小。其熱膨脹系數很小，石墨強度隨溫度升高而加強，在2000℃時，石墨強度比提高一倍。

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之間只形成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，摩擦系數越小，潤滑性能也就越好。

4、化學穩定性：石墨在常溫下有良好的化學穩定性，能耐酸、堿有機溶劑的腐蝕。

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。

    石墨因其獨特的性能而廣泛運用于冶金、機械、石油、化工、電子、建材、地質、輕工等領域，主要有以下用途：

1、作耐火材料：石墨及其制品具有耐高溫、高強度的性質，在冶金工業中主要用來制造石墨坩堝，在煉鋼中常用石墨作鋼錠保護劑、冶金爐的內襯。

2、作導電材料：在電氣工業上用來制造電刷、碳棒、碳管、水銀整流器的正極、石墨墊圈、電話零件，電視機顯像管的涂層等。

3、作耐磨潤滑材料：石墨在機械工業中常作為潤滑劑。潤滑油往往不能在高速、高溫、高壓的條件下使用，而石墨耐磨材料可以在200-2000 ℃溫度和很高的滑動速度下不使用潤滑油工作。許多輸送腐蝕介質的設備廣泛采用石墨材料制成的活塞環、密封圈和軸承，它們運轉時不需要加入潤滑油。石墨乳也是許多金屬加工(拔絲、拉管)時的良好潤滑劑。

4、石墨具有良好的化學穩定性：經過特殊加工的石墨，具有耐腐蝕、導熱性好、滲透率低等特點，大量用于制作熱交換器，反應槽、凝縮器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過濾器、泵設備等，廣泛應用于石油化工、濕法冶金、酸堿生產、合成纖維、造紙等工業領域，能夠節省大量的金屬材料。

5、作鑄造、翻砂、壓模及高溫冶金材料：由于石墨的熱膨脹系數小，且能耐急冷急熱的變化，可作為玻璃器的鑄模，使用石墨后所得鑄件尺寸精確，表面光潔，成品率高，不經加工或稍作加工就可使用，因而節省了大量金屬。生產硬質合金等粉末冶金工藝，通常用石墨材料制成壓模和燒結用的瓷舟。單晶硅的晶體生長坩堝，區域精煉容器，支架夾具，感應加熱器等都是用高純石墨加工而成的。此外石墨還可作真空冶煉的石墨隔熱板、底座、高溫電阻爐爐管和棒、板、格棚等元件。

6、用于原子能工業和國防工業：石墨是良好的中子減速劑，可用于原子反應堆中，鈾—石墨反應堆是目前應用較多的一種原子反應堆。作為動力用的原子能反應堆中的減速材料應當具有高熔點、穩定性、耐腐蝕性，石墨完全可以滿足上述要求。原子反應堆用的石墨，純度要求很高，雜質含量不應超過幾十個PPM，特別是其中硼含量應少于0.5PPM。在國防工業中還用石墨制造固體燃料火箭的噴嘴、導彈的鼻錐、宇宙航行設備的零件、隔熱材料和防射線材料。

隨著科學技術的不斷發展，人類也開發了許多石墨的新用途。如柔性石墨密封材料，解決了原子能閥門泄漏問題，石墨還是輕工業中玻璃和造紙的磨光劑和防銹劑，是制造鉛筆、墨汁、黑漆、油墨和人造金剛石、鉆石不可缺少的原料。它是一種很好的節能環保材料，美國已用它做為汽車電池。隨著現代科學技術和工業的不斷發展，石墨的應用領域還在不斷拓寬，已成為高科技領域中新型復合材料的重要原料，在國民經濟發展中具有重要的作用。

本文出自深圳市石金科技股份有限公司，公司是集銷售、應用開發，產品加工石墨制品廠家，石墨棒、石墨板、石墨舟、異形石墨件、VC石墨模具、碳碳復合材料零件、電子半導體及單晶爐熱場保溫氈太陽能光伏產業等提供石墨材料、石墨模具和相關的石墨制品加工，歡迎致電13662687390/13631692183