21世紀(jì)是黑金的時(shí)代,它的用途遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于我們的預(yù)期。 那么目前我們所熟悉的石墨制品有哪些用途呢?
1.用作導(dǎo)電材料
使用電弧爐或浸沒式電爐冶煉各種合金鋼、鐵合金,或生產(chǎn)電石(碳化鈣)或黃磷時(shí),通過(guò)碳電極(或連續(xù)自焙電極——即、電極糊)或石墨化電極。 電爐熔煉區(qū)產(chǎn)生電弧,將電能轉(zhuǎn)化為熱能,溫度升至2000攝氏度左右,從而滿足熔煉或反應(yīng)的要求。 金屬鎂、鋁、鈉一般通過(guò)熔鹽電解生產(chǎn)。 此時(shí)電解槽的陽(yáng)極導(dǎo)電材料采用石墨化電極或連續(xù)自焙電極(陽(yáng)極糊,有時(shí)也采用預(yù)焙陽(yáng)極)。 熔鹽電解的溫度一般在1000攝氏度以下。 生產(chǎn)燒堿(氫氧化鈉)和氯氣的鹽溶液電解槽的陽(yáng)極導(dǎo)電材料一般采用石墨化陽(yáng)極。 生產(chǎn)金剛砂(碳化硅)的電阻爐爐頭導(dǎo)電材料也采用石墨化電極。 除上述用途外,碳和石墨制品在電機(jī)制造行業(yè)中作為導(dǎo)電材料廣泛用作滑環(huán)和電刷。 此外,還用作干電池中的碳棒、探照燈或電弧用的電弧碳棒、汞整流器中的陽(yáng)極等。 等待。
2.用作耐火材料
由于碳、石墨制品能耐高溫,具有良好的高溫強(qiáng)度和耐腐蝕性,因此許多冶金爐襯可用碳?jí)K建造,如煉鐵爐、鐵合金爐和電石的爐底、爐底、爐腹等。熔爐。 鋁電解槽的內(nèi)襯、底部和側(cè)面。 許多用于熔煉貴金屬和稀有金屬的坩堝,以及用于熔化石英玻璃等的石墨化坩堝也是由石墨化毛坯加工而成。 用作耐火材料的碳和石墨制品一般不宜在氧化氣氛中使用。 因?yàn)樘蓟蚴谘趸瘹夥盏母邷叵潞芸毂粺g。
3、用作耐腐蝕結(jié)構(gòu)材料
浸漬有機(jī)樹脂或無(wú)機(jī)樹脂的石墨化電極具有耐腐蝕性好、導(dǎo)熱性好、滲透率低的特點(diǎn)。 這種浸漬石墨也稱為不滲透石墨。 廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)各種換熱器、反應(yīng)罐、冷凝器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過(guò)濾器、泵等設(shè)備,廣泛應(yīng)用于石油煉制、石油化工、濕法冶金、制酸制堿等領(lǐng)域。生產(chǎn)、合成纖維、造紙等工業(yè)部門,可節(jié)省大量不銹鋼等金屬材料。 防滲石墨的生產(chǎn)已成為炭素工業(yè)的一個(gè)重要分支。
4、用作耐磨、潤(rùn)滑材料
碳和石墨材料除了具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性外,還具有良好的潤(rùn)滑性能。 在高速、高溫、高壓條件下,往往無(wú)法使用潤(rùn)滑油來(lái)提高滑動(dòng)部件的耐磨性。 石墨耐磨材料可以在-200至2000攝氏度的溫度和非常高的滑動(dòng)速度(高達(dá)100 m/s)的腐蝕性介質(zhì)中無(wú)潤(rùn)滑油地工作。 因此,許多輸送腐蝕性介質(zhì)的壓縮機(jī)和泵廣泛采用石墨材料制成的活塞環(huán)、密封圈和軸承。 它們無(wú)需潤(rùn)滑劑即可運(yùn)行。 這種耐磨材料是由普通碳或石墨材料浸漬有機(jī)樹脂或液態(tài)金屬材料制成。 石墨乳液也是許多金屬加工(拉絲、拉管等)的良好潤(rùn)滑劑。
5、作為高溫冶金和超純材料
生產(chǎn)中使用的結(jié)構(gòu)材料,如生產(chǎn)單晶硅的長(zhǎng)晶坩堝、區(qū)域精煉容器、支架、夾具、感應(yīng)加熱器等,均采用高純石墨材料加工而成。 真空冶煉中使用的石墨絕熱板和底座,高溫電阻爐管、棒、板、柵等部件也采用石墨材料制成。
6、作為鑄造模和沖壓模
碳和石墨材料的熱膨脹系數(shù)小,具有良好的耐快速冷卻和快速加熱的能力,因此可用作玻璃器皿以及黑色、有色或稀有金屬的模具。 用石墨模具制得的鑄件尺寸精確,表面光滑,不需加工或只需稍加加工即可直接使用,從而節(jié)省大量金屬。 在生產(chǎn)硬質(zhì)合金(如碳化鎢)等粉末冶金工藝中,通常采用石墨材料來(lái)加工模具和舟皿進(jìn)行燒結(jié)。
7、在原子能工業(yè)和軍事工業(yè)中的用途石墨由于其良好的中子減速性能,首先被用作原子反應(yīng)堆中的減速材料。 石墨反應(yīng)堆是目前較為常見的原子反應(yīng)堆的一種。 原子反應(yīng)堆中使用的石墨材料必須具有極高的純度。 一些經(jīng)過(guò)特殊處理的石墨(如滲入石墨表面的耐高溫材料)、再結(jié)晶石墨、熱解石墨在極高溫度下具有更好的穩(wěn)定性和更高的強(qiáng)度重量比。 因此,它們可用于制造固體燃料火箭的噴嘴、導(dǎo)彈的鼻錐以及航空航天設(shè)備的零件。