21世纪是黑金的时代,它的用途远远高于我们的预期。 那么目前我们所熟悉的石墨制品有哪些用途呢?
1.用作导电材料
使用电弧炉或浸没式电炉冶炼各种合金钢、铁合金,或生产电石(碳化钙)或黄磷时,通过碳电极(或连续自焙电极——即、电极糊)或石墨化电极。 电炉熔炼区产生电弧,将电能转化为热能,温度升至2000摄氏度左右,从而满足熔炼或反应的要求。 金属镁、铝、钠一般通过熔盐电解生产。 此时电解槽的阳极导电材料采用石墨化电极或连续自焙电极(阳极糊,有时也采用预焙阳极)。 熔盐电解的温度一般在1000摄氏度以下。 生产烧碱(氢氧化钠)和氯气的盐溶液电解槽的阳极导电材料一般采用石墨化阳极。 生产金刚砂(碳化硅)的电阻炉炉头导电材料也采用石墨化电极。 除上述用途外,碳和石墨制品在电机制造行业中作为导电材料广泛用作滑环和电刷。 此外,还用作干电池中的碳棒、探照灯或电弧用的电弧碳棒、汞整流器中的阳极等。 等待。
2.用作耐火材料
由于碳、石墨制品能耐高温,具有良好的高温强度和耐腐蚀性,因此许多冶金炉衬可用碳块建造,如炼铁炉、铁合金炉和电石的炉底、炉底、炉腹等。熔炉。 铝电解槽的内衬、底部和侧面。 许多用于熔炼贵金属和稀有金属的坩埚,以及用于熔化石英玻璃等的石墨化坩埚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气氛中使用。 因为碳或石墨在氧化气氛的高温下很快被烧蚀。
3、用作耐腐蚀结构材料
浸渍有机树脂或无机树脂的石墨化电极具有耐腐蚀性好、导热性好、渗透率低的特点。 这种浸渍石墨也称为不渗透石墨。 广泛应用于生产各种换热器、反应罐、冷凝器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵等设备,广泛应用于石油炼制、石油化工、湿法冶金、制酸制碱等领域。生产、合成纤维、造纸等工业部门,可节省大量不锈钢等金属材料。 防渗石墨的生产已成为炭素工业的一个重要分支。
4、用作耐磨、润滑材料
碳和石墨材料除了具有较高的化学稳定性外,还具有良好的润滑性能。 在高速、高温、高压条件下,往往无法使用润滑油来提高滑动部件的耐磨性。 石墨耐磨材料可以在-200至2000摄氏度的温度和非常高的滑动速度(高达100 m/s)的腐蚀性介质中无润滑油地工作。 因此,许多输送腐蚀性介质的压缩机和泵广泛采用石墨材料制成的活塞环、密封圈和轴承。 它们无需润滑剂即可运行。 这种耐磨材料是由普通碳或石墨材料浸渍有机树脂或液态金属材料制成。 石墨乳液也是许多金属加工(拉丝、拉管等)的良好润滑剂。
5、作为高温冶金和超纯材料
生产中使用的结构材料,如生产单晶硅的长晶坩埚、区域精炼容器、支架、夹具、感应加热器等,均采用高纯石墨材料加工而成。 真空冶炼中使用的石墨绝热板和底座,高温电阻炉管、棒、板、栅等部件也采用石墨材料制成。
6、作为铸造模和冲压模
碳和石墨材料的热膨胀系数小,具有良好的耐快速冷却和快速加热的能力,因此可用作玻璃器皿以及黑色、有色或稀有金属的模具。 用石墨模具制得的铸件尺寸精确,表面光滑,不需加工或只需稍加加工即可直接使用,从而节省大量金属。 在生产硬质合金(如碳化钨)等粉末冶金工艺中,通常采用石墨材料来加工模具和舟皿进行烧结。
7、在原子能工业和军事工业中的用途石墨由于其良好的中子减速性能,首先被用作原子反应堆中的减速材料。 石墨反应堆是目前较为常见的原子反应堆的一种。 原子反应堆中使用的石墨材料必须具有极高的纯度。 一些经过特殊处理的石墨(如渗入石墨表面的耐高温材料)、再结晶石墨、热解石墨在极高温度下具有更好的稳定性和更高的强度重量比。 因此,它们可用于制造固体燃料火箭的喷嘴、导弹的鼻锥以及航空航天设备的零件。