㈤在機(jī)械用碳素制品中的應(yīng)用
機(jī)械用碳素制品是是利用石墨優(yōu)良的抗摩、耐磨、潤(rùn)滑的性能,它的熱穩(wěn)定性好,熱導(dǎo)率高,膨脹系數(shù)較低,又對(duì)大多數(shù)酸堿及鹽溶液不規(guī)化學(xué)反應(yīng)以及加工容易,能高精度地加工成各種形狀等,是作為機(jī)械工業(yè)和化工生產(chǎn)配套零部件理想的材料。主要有石墨軸承、活塞環(huán)、活塞和密封圈,這些材料可在-200℃ 至+ 2000℃ 溫度范圍內(nèi)的腐蝕介質(zhì)中,并在很高的線速度下(如≥100m/s) 不用潤(rùn)滑油而正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
機(jī)械用碳素制品特別是用于密封圈時(shí),常采用樹脂或金屬浸漬的碳素材料,純碳素材料則用于接觸腐蝕性液體的密封或軸承,以及不能使用一般潤(rùn)滑材料的高溫軸承。最近對(duì)要求能適應(yīng)更苛刻的溫度、壓力和線速度等使用條件的高性能制品的制造研究表明,有必要應(yīng)用炭黑。
㈥在其他碳素制品中的應(yīng)用
(1)炭棒
碳素材料制成的圓柱形棒常用于電影機(jī)、探照燈、焊接、干電池、接地極(石墨保護(hù)陽極)、真空噴鍍等,其中電影機(jī)和探照燈用以產(chǎn)生弧光的炭棒,是以炭黑和焦炭為原料的。
(2)絕熱材料
在1500℃以上的高濕爐中采用炭黑、石墨粒、碳纖維或泡沫石墨等為絕熱材料,炭黑表觀密度小,絕熱性能好,但存在易產(chǎn)生粉塵污染作業(yè)環(huán)境的問題。近幾年來開發(fā)了在炭黑表面覆蓋一層玻璃炭的粒狀絕熱材料,能防止粉塵發(fā)生,并便于操作,其粒度為0. 1~2.0mm.表觀密度350kg/m3,揮發(fā)分0.1%~0.5%,1000C時(shí)的熱導(dǎo)率2.7~3.2kJ/(m·h·℃)。
(3)高純、高強(qiáng)、高密石墨
高純、高強(qiáng)、高密石墨又稱三高石墨。三高石墨也是核反應(yīng)堆技術(shù)、火箭技術(shù)的重要結(jié)構(gòu)材料之一。此外,生產(chǎn)高純金屬、半導(dǎo)體材料、稀有金屬等也需用許多高純石墨制品。高純石墨既能承受高溫,又不增加材料的雜質(zhì)含量。
三高石墨與普通石墨的生產(chǎn)工藝大致相同,但有許多特點(diǎn):原材料的灰分含量要求很低,若用石油焦為原料時(shí),其灰分要求在0. 15%以下;石墨化溫度高于普通制品石墨化溫度,約在2000℃以上,并在石墨化過程中通入鹵素氣體,使雜質(zhì)含量降至150~ 200mg/kg或更低。提高密度的手段之一,是在原材料焦炭和瀝青中添加炭黑。例如在原材料中添加了10%的炭黑可使制品的密度由1.46g/cm3提高到1.67g/cm3。
(4)各向同性石墨
通常石墨都是各向異性的,尤其生產(chǎn)中采用的壓型方法,擠壓方法與模壓方法,其壓力面與非壓力面的兩個(gè)方向的性能都有差異,作為在反應(yīng)堆用的石墨,因輻照后其熱膨脹尺寸變化有時(shí)競(jìng)差1倍以上,機(jī)械強(qiáng)度也有方向性的差異,為此,要求有各向同性的石墨材料來滿足高溫氣冷反應(yīng)堆及熱中子增殖反應(yīng)堆的需求。
各向同性石墨的生產(chǎn)藝和原料與普通石墨村來滿足高溫氣冷反應(yīng)堆及熱中子增殖反應(yīng)堆的需求。
各向同性石墨的生產(chǎn)藝與原料與普通石墨有所不同,例如采用石焦油、硬瀝青焦、氧化石油焦以及炭黑等作為主材料,可以得到各向異性較小或接近于各向同性結(jié)構(gòu)的石墨,其次采用模壓成型或等靜壓成型。