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石墨模具|石墨棒|石墨板|石墨舟|青島祥泰碳素有限公司歡迎您的蒞臨!

石墨應用領域及常見石墨產品
2023-09-25

作為碳元素常見的礦物——石墨,與我們的生活中息息相關,普通人常見的是鉛筆、干電池碳棒等。但石墨在軍工、耐火材料、冶金工業、化學工業等方面都具有重要的用途。

石墨具有金屬和非金屬兩種特性:石墨作為熱電的良好導體體現了金屬特性;非金屬特性是耐高溫,具有高熱穩定性、化學惰性和潤滑性,其用途也十分廣泛。

應用領域

一、耐火材料

在冶金工業中,作耐火材料,用作鋼錠保護劑。由于石墨及其制品具有耐高溫、強度高的性質,在冶金工業中用來制造石墨坩堝,煉鋼爐襯里、保護渣及連鑄等。

二、冶金鑄造工業

鋼鐵和鑄造:石墨用于煉鋼工業的增碳劑。

在鑄造方面,石墨用于鑄造、翻砂、壓模材料:由于石墨的熱膨脹系數小,使用石墨作鑄模涂料,使鑄件尺寸精確,表面光潔,減少鑄件的裂紋和孔隙,成品率高。另外,石墨用于生產粉末冶金、超硬合金;生產碳素制品等。

石墨棒

三、化學工業

石墨具有良好的化學穩定性。經過特殊加工的石墨,具有耐腐蝕、導熱性好、滲透率低等特點,利用石墨制作石墨管道,可以保證化學反應正常進行,可以滿足制造高純化學物品的需要。

四、電氣電子工業

用于生產微粉石墨電極、電刷、電池、鋰電池、燃料電池的正極導電材料、陽極板、電棒、碳管、石墨墊圈、電話零件、整流器的正極、電磁屏蔽的導電塑料、換熱器元件以及電視機顯像管的涂層等。其中以石墨電極應用較廣,用于冶煉各種合金;此外,石墨用于電解金屬鎂、鋁等的電解槽的陰極。

目前氟化石墨(CF,GF)大量用于高能電池材料,特別是CF0.5-0.99的氟化石墨較適合做高能電池的陽極材料,并使電池小型化。

我國已經引進顯像管石墨乳和柔性石墨紙生產線;而且近年來,在石墨深加工、微粉石墨、氟化石墨和超微細石墨的生產及石墨制品方面有了很大進展。

五、原子能、宇航和國防工業

具有高熔點、穩定、耐腐蝕以及良好的抗α—射線和使中子減速性能,用于核工業方面的石墨材料叫核石墨。有原子反應堆用中子減速劑、反射劑、生產同位素用的熱柱石墨、高溫氣冷堆用的球狀石墨、核反應堆熱構件密封墊片和堆體砌塊等。

石墨用于熱中子反應堆,也有希望用于聚變堆,在熱中子反應堆中可作為燃料區的中子慢化劑、燃料區周圍的反射層材料,以及堆芯內部的結構材料。

另外,石墨還用于制造遠程導彈或者航天火箭推進器的材料,宇宙航行設備的零件,隔熱材料和防射線材料,制造固體燃料火箭發動機尾噴管喉襯等,用于生產航空電刷,以及航天器上的直流電機以及宇航設備零件、人造衛星上無線電連接信號和導電結構材料;在國防工業方面,可用于制造新型潛艇的軸承,生產國防用高純石墨、石墨炸彈、隱形飛機和導彈的鼻錐等。特別是石墨炸彈可癱瘓變電站及其他大型電器的運行,并且對氣象影響較大。

六、機械工業

石墨廣泛用于生產汽車剎車襯里等部件以及機械工業耐高溫的潤滑劑;石墨在加工成膠體石墨和氟化石墨(CF,GF)后,在機械工業中如飛機、輪船、火車、汽車等高速運轉機械中,常用作固體潤

一、鎂碳磚

在冶金工業中,鱗片石墨被大量的用在生產石墨坩堝和鎂碳磚。

鎂碳磚對石墨的質量指標要求一般包括粒度(目)、固定碳、灰分、揮發份、水分。高質量的耐火磚趨向于使用含碳量高和性能優于土狀石墨的鱗片石墨,含碳量為90%~97%的中碳和高碳產品,粒度﹣80~+200目。發展趨勢是使用更細的粒度級別和含碳量高的鱗片石墨。提高石墨的純度,即提高了鎂碳磚中石墨的添加量,可以提高鎂碳磚的強度和抗氧化能力。

二、石墨坩堝

石墨坩堝在冶金工業上的應用有著較長的歷史,是采用天然大鱗片石墨和優質碳化硅為原料,以黏土或炭質為結合劑加工而成,其中石墨在坩堝原料配方中的比例占到40%~50%之間。

三、高純石墨

相對于對天然石墨材料而言,高純石墨中的碳含量大于99.9%。某些特殊領域如用于核能、半導體等高新技術產業的,則要99.99%甚至更高。

四、柔性石墨

柔性石墨由于具有高的化學穩定性,耐高溫、耐低溫,耐腐蝕,耐輻射,導電,導熱,安全無毒,且具有良好的柔韌性、自粘性和潤滑性,目前已廣泛應用于石油、化工、冶金等領域。

五、可膨脹石墨

小顆粒的可膨脹石墨用于生產阻燃涂料;高起始膨脹溫度的石墨用于工程塑料和橡膠的阻燃;低起始膨脹溫度的石墨用于生產防火密封條;微膨脹石墨作為高能電池材料。

六、膠體石墨

膠體石墨廣泛用于導電、電磁屏蔽、抗靜電、鍛造、鑄造、拉絲、潤滑、仿佛、密封、絲網印刷線路、彩色顯示器制造等領域。

七、鋰離子電池負極材料

鋰離子電池的負極材料目前成熟應用的主要是碳石墨材料,天然鱗片石墨要作為鋰離子電池的負極材料,要經過顆粒球化及表面包覆處理。球化技術主要是利用專門的粉碎整形設備,使不規則的石墨微粒通過氣流沖擊下的相互碰撞,發生卷曲和包裹作用,使顆粒成為球形或近似球形,即通常所稱的球形石墨。球形石墨具有較小的比表面積及堆積時容易達到取向均勻,從而提高材料性能。表面包覆技術主要針對天然石墨顆粒表面活性點較多,易與電解液發生副反應的缺點,在石墨微粒表面覆蓋很薄的一層結構穩定的無定形碳,從而達到提高穩定性的目的。

八、各向同性石墨材料

各向同性石墨材料(核石墨)產品是指以天然石墨和石油焦為主要原料的等靜壓成型的細結構和超細結構石墨,產品為塊體狀的人工石墨制品。其產品主要為:高溫氣冷堆用石墨反射塊、高溫氣冷堆球狀反應堆用石墨球、核級石墨墊片、高溫氣冷堆用電極石墨粉。

九、高導熱石墨材料

高功率密度電子器件和高端電子工業器件等逐漸小型化、結構緊湊化、高功率密度化引發了散熱問題對器件的工作穩定性和可靠性提出嚴峻的挑戰,從而對其運行過程中產生的熱量強化導出與放散提出了更高的要求。目前一般的散熱材料所使用的散熱片基材(如民用高端電子器件、LED用芯片材料、工業裝置用換熱器等)幾乎都是鋁合金,由于其自身導熱系數(237W/m·K)的局限性,已很難滿足要求,且該類材料質量較重、熱膨脹系數也較大,從而大大地限制其作為電子器件封裝散熱材料的廣泛使用。鑒于此,研究和開發導熱率高、輕質和良好的熱穩定性的新型材料對于實現部件的小型化、裝置輕量化和運行高效化具有重要的意義。

高導熱石墨材料的研發成功為高功率電子器件散熱問題的解決提供了最有效的途徑。由于該類材料質量輕(僅為傳統金屬導熱材料的1/2~1/5),導熱率高,耐腐蝕,熱膨脹系數小,在前述需散熱的器件上取代傳統金屬材料,不僅有利于電子器件的小型化、微型化和高功率密度化,而且可以有效地減輕器件的重量,增加有效載荷;同時用于我國的高端電子器件設備,亦可高效散熱、使用安全、壽命長(主要是其抗腐蝕和氧化能力強)。

十、鑄造工業用石墨

用石墨作鑄模涂料,增加鑄件的光滑度,減少鑄件的裂紋和孔隙。對石墨原料的要求一般粒度74μm,碳含量為70%~80%。

十一、電氣工業用石墨

利用石墨制作電極、電刷、碳棒、碳管、陽極板、石墨墊圈、鋰離子動力電池等。對石墨原料的要求為粒度43μm,碳含量94%~97%。

十二、氟化石墨

氟化石墨是(C2F)n、(CF)n的10μm-12μm超細粉體材料,主要生產和消費國是發達國家,如:日本、美國、俄羅斯、法國、德國。主要用途:固體潤滑劑、氟化玻璃脫模劑、高能電池材料、氟石墨纖維材料、計算機與集成電路存儲器材料。

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