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我国石墨产品与国外的主要差距是什么?

时间:2023-10-18 13:02:10 点击:408次

我国主要进口产品为等静压石墨、柔性石墨和石墨电极

一、我国等静压石墨与国外的差距

等静压石墨是石墨材料中的精品。 它与高新技术和国防尖端技术密切相关。 它是21世纪最有价值的新材料之一。

我国虽然有自己的等静压石墨生产企业,但大部分等静压石墨产品性能低、品种单一,大规格高性能等静压石墨尚未批量生产。

国外等静压石墨材料的发展有着悠久的历史。 其中日本、美国、德国、法国生产的等静压石墨有近百个型号,并有自己的系列,为其他高精度领域的发展提供了基础。 大量新型石墨产品问世。

相比之下,我国等静压石墨材料的发展受到以下几个方面的制约。

(一)原料与配方的差距

我国生产等静压石墨所用原料与其他石墨产品所用原料基本相同,即石油焦和沥青焦。 国外的具体生产原料和配方一直对我国保密。

2007年,德国西格里收购山西全海炭素公司后,成立“西格里全海炭素(山西)有限公司”。 就目前情况来看,德国SGL在中国的生产基地仅采用焙烧和石墨化两种工艺进行生产。

法国罗兰公司在重庆投资建设2500吨/年等静压石墨材料生产基地。 该生产基地并非完整的生产线,磨料、配方、混合、造粒等关键工序均不在重庆设立。

这些外资跨国公司仍然保留着中国等静压石墨材料生产的核心材料配方工艺。 这是对我国等静压技术发展的制约和考验。

(2)生产技术差距

我国等静压石墨材料的生产工艺比国外步骤多,自动化程度较低,因此生产成本较高。

表1 我国在工艺装备、工艺流程、自动化程度和生产成本等方面与国外的差距

要想赶上发达国家,必须从硬件设备到工艺流程入手,进一步深入研究国外相关工艺进行改进。

(3)产品规格差距

正是因为原材料和工艺的差异,导致我们的产品性能落后。

表2 我国等静压石墨制品性能与国外的性能差异

目前,大尺寸、特大尺寸各向同性石墨是我国石墨产品的一个空白。 日本可生产直径可达SGL产品的各向同性石墨。 重庆罗兰特种石墨有限公司可生产最大直径、长度2m的等静压石墨,但国内大规格各向同性石墨相对较少。 但我国直径以下的等静压石墨产品产能过剩,但直径以上的产品尚不能生产。

另外,此类生产设备难以匹配,产品质量难以稳定。 这就是目前我国企业与发达国家企业的差距。

从原材料、配方、生产工艺和设备来看,我国的等静压技术还有很长的路要走。

目前,我国每年从国外进口静压石墨毛坯,约占我国消费量的3/4,且消费量逐年增加。 我国无疑是世界上潜力巨大的等静压石墨市场。 等静压石墨制品的开发在我国只有10年的历史,尚处于起步阶段。

(4)厂家差距

国内厂家生产的等静压石墨产量低,质量、性能、产品尺寸规格不能完全满足市场需求。 大多为低端、小尺寸产品,与国外主要厂商的产品存在较大差距。 具体表现为尺寸小、强度不够、密度不够。 同时,最重要的区别是材料结构和性能的不均匀性。

这些差距主要是由于原材料选择和生产技术尚未达到先进水平。 高端特种石墨几乎全部依赖进口,主要来自美国、日本、德国、法国四大等静压石墨生产基地。 因此,我国需要在等静压石墨的研究领域投入更多的工作。

石墨制品是什么_石墨制品图片_石墨制品

二、我国柔性石墨与国外的差距

(一)什么是柔性石墨

柔性石墨一般是鳞片石墨的深加工产品。 它利用鳞片石墨的特性形成层间化合物。 鳞片石墨经过特定的化学处理,形成一定的层间化合物,然后进行高温热处理,使层间化合物分解。 同时,石墨沿C轴方向迅速膨胀,形成具有优良柔韧性的材料,即膨胀石墨(或称柔性石墨)。 通过使用或不使用粘合剂压制膨胀石墨可以制成各种形状。 柔性石墨材料。

(二)密封之王——柔性石墨

柔性石墨具有优良的性能。 在保留鳞片石墨耐高温、耐腐蚀、自润滑等性能的同时,还具有柔软性、回弹性、可塑性、抗渗性、自灭性、密度低、各向异性等特点。 和其他特征。 因此它可以在恶劣的条件下工作。 例如,在密封方面,它与橡胶、石棉等相比具有无可比拟的优势,堪称当代“密封之王”。 有人甚至称其为“革命性材料”。

(3)研究与应用时间的差距

自20世纪60年代美国联合碳化物公司首先研制成功膨胀石墨密封材料以来,短短30年间,柔性石墨已进入多个领域甚至一些高科技领域。 尤其是美国、日本、英国、德国等工业发达国家,对柔性石墨的研究非常广泛,并涉及到层间化合物的制备方法等许多深层次问题。 该领域目前正在蓬勃发展。

我国柔性石墨的研究和应用起步较晚。 过去,关键设备用的高档柔性石墨材料一般从国外进口。

20世纪80年代初,我国柔性石墨仅用作密封材料,且仅在石油、化工等少数行业中用作静密封,应用范围十分狭窄。

20世纪80年代中期以后,随着科学研究的深入和产品质量的提高,柔性石墨的应用取得了突破。 首先,密封方面得到了改进。 能在较大的压力交变和温度交变条件下正常工作,可用作动密封。 此时,它不仅可以防止泄漏,而且还可以利用其自身的润滑性来保护轴。 并对阀杆等进行保护,使其免受磨损,具有延长设备使用寿命的作用。 由于柔性石墨不渗透各种液体和气体,并且可以实现完全密封,因此在汽车、造船等行业特别受欢迎。

其次,柔性石墨还被制成各种保护膜,广泛应用于钢锭铸造技术中。

三是一些厂家在冶炼稀有金属时使用柔性石墨作为防护材料已取得初步成功。

此外,柔性石墨还用作核装置的抗辐射衬里材料、高温炉中的杂质扩散阻挡材料和隔热材料、高温石墨元件的电触头或加热元件、铜锅衬里和改进型整流器。 。 电刷和可变电阻电刷等

(4)柔性石墨的性能差距

虽然我国柔性石墨的研发进展迅速,但与日本、德国、美国相比仍有较大差距。 主要原因是生产水平低,产品质量远远落后于发达国家。

产品性能:例如柔性石墨产品的拉伸强度比国外同类产品低近20%,而摩擦系数却比国外产品高20%。

品种规格:我国柔性石墨产品品种单一,而一些西方发达国家和日本根据使用条件的不同,开发了抗氧化、防腐型等1600多种柔性石墨产品,几乎达到了一切皆有可能;

在柔性石墨制品复合材料方面:日本已经开发成功6种,而我们只有3种,其中一种还处于试验阶段。

三、我国石墨电极与国外的差距

我国开发的石墨电极最大规格为Φ。 早在10年前,世界范围内就已开始使用Φ石墨电极

近年来,随着我国冶金产业结构优化升级,生产设备落后的小型电炉逐步被淘汰,高功率、超高功率电炉迅速发展。 受此影响,普通电力中小型石墨电极市场供需大幅萎缩,产品严重过剩。 高功率石墨电极供需基本平衡,超高功率大规格石墨电极需求量逐年增加。 因此,我国石墨电极的供需基本处于超高功率电极的短缺状态。

目前,我国大功率电极供需基本平衡,而普通功率电极则处于供过于求的阶段。 从品种结构来看,我国与发达国家差距很大。

目前,美国UCAR、日本东海、昭和电工等生产超高功率电极,其中80%左右为大尺寸超高功率电极。 但我国超高功率电极产量仅占石墨电极总产量的27%左右。 。 由于采用超高功率、大功率电炉炼钢比普通功率电炉节能10%-20%,冶炼时间缩短20%,单位总成本节省10%以上,因此发展超高功率、大功率电炉炼钢比普通功率电炉节能10%-20%,冶炼时间缩短20%,单位总成本节省10%以上。大功率炼钢电炉在我国得到推广。 这是大势所趋。

4、展望

现阶段,我国石墨仍主要应用于传统工业领域,即钢铁冶炼、铸造、机械润滑和汽车制造等占据较大比例。

在新兴产业石墨制品领域,我国应重点关注锂电池、燃料电池、计算机芯片、显示器和手机触摸屏、刹车片、工业金刚石、汽油添加剂等。

为了保护我国石墨矿产资源,一方面要加大立法力度,提高准入门槛。 另一方面,在加强地质勘探的同时,要大力改进石墨矿石精炼工艺,探索研发新型、高附加值的石墨产品。

在未来的石墨研究中,虽然石墨在大多数材料中仅作为辅助材料或附件,但石墨的π或σ键的化学性质得到体现,其结构和物理化学性质易于调节。 相信随着全球技术变革,石墨将在高精度领域得到越来越广泛的应用。