什么是石墨？石墨主要性能特點(diǎn)
1、耐高溫性：石墨的熔點(diǎn)為3850±50℃，沸點(diǎn)為4250℃，即使經(jīng)超高溫電弧灼燒，重量的損失很小，熱膨脹系數也很小。石墨強度隨溫度提高而加強，在2000℃時(shí)，石墨強度提高一倍。
2、導電、導熱性：石墨的導電性比一般非金屬礦高一百倍。導熱性超過(guò)鋼、鐵、鉛等金屬材料。導熱系數隨溫度升高而降低，甚至在極高的溫度下，石墨成絕熱體。石墨能夠導電是因為石墨中每個(gè)碳原子與其他碳原子只形成3個(gè)共價(jià)鍵,每個(gè)碳原子仍然保留1個(gè)自由電子來(lái)傳輸電荷。
3、潤滑性：石墨的潤滑性能取決于石墨鱗片的大小，鱗片越大，摩擦系數越小，潤滑性能越好。
4、化學(xué)穩定性：石墨在常溫下有良好的化學(xué)穩定性，能耐酸、耐堿和耐有機溶劑的腐蝕。
5、可塑性：石墨的韌性好，可碾成很薄的薄片。
6、抗熱震性：石墨在常溫下使用時(shí)能經(jīng)受住溫度的劇烈變化而不致破壞，溫度突變時(shí)，石墨的體積變化不大，不會(huì )產(chǎn)生裂紋。
石墨優(yōu)點(diǎn)
(1)加工速度更快：通常情況下，石墨的機械加工速度能比銅快2-5倍;而放電加工速度比銅快2-3倍 材料更不容易變形：在薄筋電極的加工上優(yōu)勢明顯;銅的軟化點(diǎn)在1000度左右，容易因受熱而產(chǎn)生變形;石墨的升華溫度為3650度;熱膨脹系數僅有銅的1/30。
(2)重量更輕：石墨的密度只有銅的1/5，大型電極進(jìn)行放電加工時(shí)，能有效降低機床(EDM)的負擔;更適合于在大型模具上的應用。
(3)放電消耗更小;由于火花油中也含有C原子，在放電加工時(shí)，高溫導致火花油中的C原子被分解出來(lái)，轉而在石墨電極的表面形成保護膜，補償了石墨電極的損耗。
(4)沒(méi)有毛刺;銅電極在加工完成后，還需手工進(jìn)行修整以去除毛刺，而石墨加工后沒(méi)有毛刺，節約了大量成本，同時(shí)更容易實(shí)現自動(dòng)化生產(chǎn)。
(5)石墨更容易研磨和拋光;由于石墨的切削阻力只有銅的1/5，更容易進(jìn)行手工的研磨和拋光。
(6)材料成本更低，價(jià)格更穩定;由于近幾年銅價(jià)上漲，如今各向同性石墨的價(jià)格比銅更低，相同體積下，炭素的普遍性石墨產(chǎn)品的價(jià)格比銅的價(jià)格低30%～60%，并且價(jià)格更穩定，短期價(jià)格波動(dòng)非常小。正是這種無(wú)可比擬的優(yōu)勢，石墨逐漸取代銅成為EDM電極的首選材料。
石墨的主要作用
1、作耐火材料：石墨及其制品具有耐高溫、高強度的性質(zhì)，在冶金工業(yè)中主要用來(lái)制造石墨坩堝，在煉鋼中常用石墨作鋼錠之保護劑，冶金爐的內襯。
石墨坩堝
2、作導電材料：在電氣工業(yè)上用作制造電極、電刷、碳棒、碳管、水銀正流器的正極，石墨墊圈、電話(huà)零件，電視機顯像管的涂層等。
石墨墊圈
3、作耐磨潤滑材料：石墨在機械工業(yè)中常作為潤滑劑。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200-2000 ℃溫度中在很高的滑動(dòng)速度下，不用潤滑油工作。許多輸送腐蝕介質(zhì)的設備，廣泛采用石墨材料制成活塞杯，密封圈和軸承，它們運轉時(shí)勿需加入潤滑油。石墨乳也是許多金屬加工(拔絲、拉管)時(shí)的良好的潤滑劑。
石墨活塞杯、密封圈等
4、石墨具有良好的化學(xué)穩定性。經(jīng)過(guò)特殊加工的石墨，具有耐腐蝕、導熱性好，滲透率低等特點(diǎn)，就大量用于制作熱交換器，反應槽、凝縮器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過(guò)濾器、泵設備。廣泛應用于石油化工、濕法冶金、酸堿生產(chǎn)、合成纖維、造紙等工業(yè)部門(mén)，可節省大量的金屬材料。
石墨材料作反應槽
5、 作鑄造、翻砂、壓模及高溫冶金材料：由于石墨的熱膨脹系數小，而且能耐急冷急熱的變化，可作為玻璃器的鑄模，使用石墨后黑色金屬得到鑄件尺寸精確，表面光潔成品率高，不經(jīng)加工或稍作加工就可使用，因而節省了大量金屬。生產(chǎn)硬質(zhì)合金等粉末冶金工藝，通常用石墨材料制成壓模和燒結用的瓷舟。單晶硅的晶體生長(cháng)坩堝，區域精煉容器，支架夾具，感應加熱器等的加工都離不開(kāi)高純石墨。此外石墨還可作真空冶煉的石墨隔熱板和底座，高溫電阻爐爐管，棒、板、格棚等元件。
6、 用于原子能工業(yè)和國防工業(yè)：石墨具有良好的中子減速劑用于原子反應堆中，鈾一石墨反應堆是應用較多的一種原子反應堆。作為動(dòng)力用的原子能反應堆中的減速材料應當具有高熔點(diǎn)，穩定，耐腐蝕的性能，石墨完全可以滿(mǎn)足上述要求。作為原子反應堆用的石墨純度要求很高，雜質(zhì)含量不應超過(guò)幾十個(gè)PPM 。特別是其中硼含量應少于0.5PPM 。在國防工業(yè)中還用石墨制造固體燃料火箭的噴嘴，導彈的鼻錐，宇宙航行設備的零件，隔熱材料和防射線(xiàn)材料。
7、石墨還能防止鍋爐結垢，有關(guān)單位試驗表明，在水中加入一定量的石墨粉(每噸水大約用4-5 克)能防止鍋爐表面結垢。此外石墨涂在金屬煙囪、屋頂、橋梁、管道上可以防腐防銹。
8、石墨可作鉛筆芯、顏料、拋光劑。石墨經(jīng)過(guò)特殊加工以后，可以制作各種特殊材料用于有關(guān)工業(yè)部門(mén)。
9、電極方面，石墨能取代銅做為電極。20 世紀60年代，銅做為電極材料被廣泛應用，使用率約占90%，石墨僅有10%左右;21世紀，越來(lái)越多的用戶(hù)開(kāi)始選擇石墨作為電極材料，在歐洲，超過(guò) 90%以上的電極材料是石墨。銅，這種曾經(jīng)占統治地位的電極材料，和石墨電極相比它的優(yōu)勢幾乎消失殆盡。是什么導致了這個(gè)戲劇性的變化?當然是石墨電極的諸多優(yōu)勢。
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對石墨也開(kāi)發(fā)了許多新用途。1971 年美國研究成功柔性石墨密封材料，解決了原子能閥門(mén)泄漏問(wèn)題，隨后德、日、法也開(kāi)始研制生產(chǎn)。這種產(chǎn)品除具有石墨所具有的特性外，還具有特殊的柔性和彈性。因此，是一種理想的密封材料。廣泛用于石油化工、原子能等工業(yè)領(lǐng)域。國際市場(chǎng)需求量逐年增長(cháng)。此外，石墨還是輕工業(yè)中玻璃和造紙的磨光劑和防銹劑，是制造鉛筆、墨汁、黑漆、油墨和人造金剛石、鉆石不可缺少的原料。它是一種很好的節能環(huán)保材料，美國已用它做為汽車(chē)電池。隨著(zhù)現代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展，石墨的應用領(lǐng)域還在不斷拓寬，已成為高科技領(lǐng)域中新型復合材料的重要原料，在國民經(jīng)濟中具有重要的作用。
