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石墨都有哪些常見的作用用途
作者: admin 时间:2018-05-23 来源:未知

  石墨是其中一種最軟的礦物,它的用途包括制造鉛筆芯和潤滑劑。鱗片石墨經過深加工,又可生産出石墨乳、石墨密封材料與複合材料、石墨制品、石墨減磨添加劑等高新技術石墨産品,石墨或石墨制品成爲各個工業部門的重要非金屬礦物原料。

石墨是元素碳的一種同素異形體,每個碳原子的周邊連結著另外三個碳原子(排列方式呈蜂巢式的多個六邊形)以共價鍵結合,構成共價分子。碳是一種非金屬元素,拉丁語爲Carbonium。分布最廣是石墨的變質礦床,系由富含有機質或碳質的沈積岩經區域變質作用而成;石墨或石墨制品在工業上用途很廣,用于制作冶煉上的高溫坩埚、機械工業的潤滑劑、制作電極和鉛筆芯;石墨或石墨制品廣泛用于冶金工業的一等耐火材料與塗料、軍事工業火工材料安定劑、輕工業的鉛筆芯、電氣工業的碳刷、電池工業的電極、化肥工業催化劑等。由于每個碳原子均會放出一個電子,那些電子能夠自由移動,因此石墨屬于導電體。

石墨是在高溫下形成。

1、作耐火材料包括耐火磚,坩禍,連續鑄造粉,鑄模芯,鑄模洗滌劑和耐高溫材料。

鎂碳磚鎂碳耐火材料是60年代中期,由美國研制成功;在世界範圍內鎂碳磚已大量用于煉鋼,並已成爲石墨的一種傳統用途。鋁碳磚鋁碳耐火材料主要用于連續鑄造,扁鋼坯自位輸管道的保護罩,水下噴管以及油井爆破筒等。

用石墨制造的成型和耐火的坩鍋及其有關制品,例如坩鍋,曲頸瓶,塞頭和噴嘴等,具有高耐火性,低的熱膨脹性,熔煉金屬過程中,受到金屬浸潤和沖刷時亦穩定,高溫下良好的熱震穩定性和優良的熱傳導性,所以石墨增禍及其有關制品被廣泛用于直接熔融金屬的工藝中。

2、煉鋼

石墨和其他雜質材料用于煉鋼工業時可作爲增碳劑。滲碳使用的碳質材料的範圍,很廣,包括人造石墨,石油焦,冶金焦炭和天然石墨。在世界範圍內煉鋼增碳劑用石墨仍是土狀石墨的主要用途之一。

3、作導電材料

石墨在電氣工業中廣泛用來作電極,電刷,碳棒,碳管,水銀整流器的正極,石墨墊圈,電話零件,電視機顯像管的塗層等等。其中以石墨電極應用最廣,在冶煉各種合金鋼,鐵合金時,大量使用石墨電極。電氣工業中所使用的石墨,對粒度和品位要求很高。

4、作耐磨和潤滑材料

石墨在機械工業中常作潤滑劑。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一200℃一2000℃溫度並在很高的滑動速度下(loom/s)不用潤滑油工作。許多輸送腐蝕介質的設備,廣泛采用石墨材料制成活塞環,密封圈和軸承,它們運轉時,勿需加入潤滑油,石墨乳也是許多金屬加工(拔絲,拉管)時的良好的潤滑劑。

一些經過特殊處理的石墨(如在石墨表面滲入耐高溫的材料)及再結晶石墨、熱解石墨,具有在極高溫度下較好的穩定性及較高的強度重量比。用于真空冶煉中的石墨隔熱板和底座,高溫電阻爐爐管、棒、板、格柵等元件,也是用石墨材料加工制成的。熔鹽電解的溫度一般在1000攝氏度以下。金屬鎂、鋁、鈉一般用熔鹽電解制取,這時電解槽的陽極導電材料都是采用石墨化電極或連續自焙電極(陽極糊、有時用預焙陽極)。不透性石墨生産已成爲炭素工業的一個重要分支。

在原子能工業及軍事工業中的使用石墨因爲具有良好的中子減速性能,最早用于原子反應堆中作爲減速材料。除上述用途外,炭和石墨制品作爲導電材料廣泛用于電機制造工業作爲滑環和電刷,此外還用作幹電池中的炭棒,探照燈或産生弧光用的弧光炭棒,水銀整流器中的陽極等。作爲耐腐蝕的結構材料使用經過用有機樹脂或無機樹脂浸漬過的石墨化電極,具有耐腐蝕性好、導熱性好、滲透率低等特點,這種浸漬石墨又稱爲不透性石墨。作爲高溫冶金及超純材料生産用的結構材料如生産單晶矽用的晶體生長坩埚、區域精煉容器、支架、夾具、感應加熱器等,都是用高純度石墨材料加工而成的。生産金剛砂(碳化矽)使用的電阻爐的爐頭導電材料,也是使用石墨化電極。它大量應用于制作各種熱交換器、反應槽、凝縮器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過濾器、泵等設備,廣泛應用于石油煉制、石油化工、濕法冶金、酸堿生産、合成纖維、造紙等工業部門,可節省大量的不鏽鋼等金屬材料。原子反應堆用的石墨材料必須具有極高的純度。

。石墨反應堆是目前較多的一種原子反應堆。生産燒堿(氫氧化鈉)和氯氣的食鹽溶液電解槽的陽極導電材料,一般都用石墨化陽極。所以,它們可以用于制造固體燃料火箭的噴嘴、導彈的鼻錐、宇宙航行設備的零部件。

作爲導電材料使用用電弧爐或礦熱電爐冶煉各種合金鋼、鐵合金或生産電石(碳化鈣)、黃磷時,強大的電流通過炭素電極(或連續自焙電極———即電極糊)或石墨化電極導入電爐的熔煉區産生電弧,使電能轉化成熱能,溫度升高到2000攝氏度左右,,從而達到冶煉或反應的要求。


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