常常见到石墨坩埚,然而石墨板的了解却不多。这种在核反应堆建设中扮演关键角色的材料,实际上隐藏着许多值得深入探究的奥秘。
核反应堆中的石墨板
在核反应堆中,石墨板扮演着关键角色。最初,核反应堆主要是以石墨板堆为核心。如今,许多生产堆依旧依赖石墨坩埚中的石墨板作为减速材料。这种使用方式历史悠久,并且有科学依据支持其在核反应堆中的应用。
今日,石墨板水冷堆、石墨板气冷堆等多种反应堆中,石墨板作为核心结构材料普遍存在。石墨板之所以能在这些关键部位发挥效用,主要得益于其独特的物理特性。
石墨板的高温优势
石墨板的熔点极高。即便在高温环境中,它也能持续维持很高的强度。例如,在约1000℃的高温中,它仍能长时间工作。在这方面,它比水和重水优越得多。虽然水和重水也能用作减速材料,但它们在高温下的性能远不如石墨板。这种在高温条件下仍能稳定工作的特性,使得石墨板在核反应堆中占据了重要地位。
这一特性使得石墨板高温气冷堆在国外备受看好,预计其未来发展前景广阔。同时,石墨板在多种反应堆中的运用也将受到广泛关注。
物理特性对比重水
石墨板对热中子的吸收并不显著。然而,它在减慢热中子方面的效果,却比不上重水。因此,采用石墨板作为核反应堆堆芯结构材料时,堆体体积往往较大。这也是选择石墨板或重水作为材料时必须考虑的关键因素。在设计建造实际反应堆时,需根据实际需求,评估这种特性的利弊,然后作出材料选择。
这也让我们明白,无论是科研还是应用领域,不存在十全十美的材料,我们必须在各项特性的优劣之间进行权衡。
石墨板的多种类型
石墨板品种繁多,包括石墨阳极板、高纯石墨板、电极石墨板和柔性石墨板等。此外,还有石墨金属复合板,它是一种由金属芯板与柔性石墨卷材结合而成的复合材料,分为冲齿型和粘结型两种。各类石墨板各有其特点和适用范围,能够满足不同行业的需求。
石墨金属复合板可以制成多种垫片,这些垫片适用于气缸气垫、排水设备等场合,是出色的密封材料。
在其他工业中的应用
它在核工业中占据关键位置,同时在冶金、化工、电化学等行业中也发挥着重要作用。在化工行业,它可作为耐腐蚀材料,被石油和化工企业广泛采用。此外,它还可用作密封材料,适用于众多机械设备。再者,它还能作为耐磨材料和润滑剂,在众多设备中应用,有时甚至可以减少或无需使用润滑油。
石墨板在电器工业中扮演着关键角色,它是制造电极和电刷等部件的必需品。此外,在冶炼领域,石墨板也用作耐高温的材料。
石墨板之所以在众多领域得到广泛应用,是因为它具备许多优异的特性。例如,它具有良好的导电性、能够承受高温、对酸碱有较强的抵抗力,并且易于加工。
石墨板的发展前景
现在,发电主要依靠轻水堆和重水堆。然而,展望未来,据国外预测,从本世纪九十年代起,石墨板高温气冷堆将得到广泛应用。到本世纪末,石墨板慢中子增殖反应堆也将逐步成熟并发展。因此,石墨板在核反应堆工程中的重要性将逐渐增强,其在其他领域的应用也可能不断扩展。它的未来发展前景十分值得期待。
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