石墨制品的工艺技术特性及其用途
一、石墨的工艺技术特性:
1、 耐高温:石墨制品是目前已知的X耐高温的资料之一。它的熔点为3850℃±50℃,沸点达4250℃。它在7000℃X高温电弧下10S,石墨的丢失X小,按重量计石墨丢失0.8%。由此可见,石墨的耐高温功能是很X的。
2、 特别的抗热震功能:石墨具X的抗热震功能,即当温度忽然变化时,热膨胀系数小,因而具有X的热稳定性,在温度急冷急热的变化时,不会发生裂纹。
3、 导热性和导电性:石墨具有X的导热性和导电性。它与一般的资料比较,其导热导电性是相当高的。比不锈钢高4倍,比碳素钢高2倍,比一般的非金属高100倍。
4、 光滑性:石墨的光滑功能类似于二硫化钼,摩擦系数小于0.1.其光滑功能随鳞片大小而变,鳞片愈大,摩擦系数愈小,光滑性愈好。
5、 化学稳定性:常温下石墨具有X的化学稳定性,能耐酸、耐碱、耐有机溶剂的腐蚀。
二、石墨的用途:
因为石墨具有以上X良的特性,因而在冶金、机械、电气、化工、纺织、国防等工业部门取得广泛应用。


用于原子能工业和国防工业:石墨具有良好的中子减速剂用于原子反应堆中,铀一石墨反应堆是应用较多的一种原子反应堆。作为动力用的原子能反应堆中的减速材料应当具有高熔点,稳定,耐腐蚀的性能,石墨完全可以满足上述要求。作为原子反应堆用的石墨纯度要求很高,杂质含量不应X过几十个PPM。特别是其中硼含量应少于0.5PPM。在国防工业中还用石墨制造固体燃料的石墨喷嘴,石墨鼻锥,宇宙航行设备的零件,隔热材料和防射线材料。
石墨炉原子吸收光谱法是一种运用有石墨涂层的的熔炉,使样本蒸发的光谱测定法。简而言之,这项技术是基于这样一个事实,即自由原子可以吸收一定频率的光和带有特殊利益元素的波长。在一定范围内,被吸收的光波可以直接与所要分析的的物体联系起来。许多元素的自由原子可以用高温从样本中提取。在石墨炉原子吸收光谱法中,样本储存在有石墨或热解碳涂层的小石墨立方体中,这个立方体将来可以通过加热来使样本蒸发和分解过程。我们可以根据已知的浓度来校正仪器,从而通过工作曲线来决定浓缩程度。和原子吸附相比,石墨炉主要有有以下X势:
对于许多元素来说,石墨炉探测范围可达十亿分之一;
采用改良型设备,阻碍降至小;
通过原子吸收大量基质,石墨炉可以探测绝大多数已知元素。
石墨具有较高的散射截面和极低的热中子吸收截面,较高的散射截面用以慢化中子,低的吸收截面防止中子被吸收,使得核反应堆能够利用少量燃料达到临界或正常运行。
石墨是耐高温材料,它的三相点,15MPa时为4024℃,因此不能采用熔化、铸造、锻造等热加工方法制造而只能采用类似粉末冶金的方法。它不像金属那样强度随温度而下降,而是略有增加,在2000℃以下应用,不会出现问题。
石墨有良好的导热性能,在堆内可以X地降低温度梯度,不致产生太大的热应力。
石墨化学性质非常稳定。除了高温下的氧化、水蒸气外,可以耐酸、碱、盐的腐蚀,因而可以用作熔盐核反应堆和铀铋核反应堆的堆芯构件。
石墨抗辐照性能好,能长期在堆内服役30~40年。
石墨可加工性好,可以加工成各种形状的构件。
石墨原料丰富,价格便宜,容易制成纯度高、强度大、不同密度要求的各种核石墨,但石墨也有缺点,它是各向异性晶体结构,成层状分布,原子密集于a、b晶面,同层原子近距离为0.141nm,相互为共价结合,具有较强的结合力;而层距离为0.335nm,层间结合力为范德瓦尔力,结合力较弱。这种各向异性在石墨的物理、强度、辐照等行为中都会强烈地表现出来。

