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吾要魯要要愿粵客垂里魯盈墾居要嬰多基本知識講座,空香?2量品蛋第一講石墨的性質(zhì)和用途、石墨的性質(zhì)和用途晶格架為六邊形層狀結(jié)構(gòu)見圖1。每一網(wǎng)層問的距離為3.40埃,同一層中碳原子間石墨又名筆鉛或黑鉛.很軟,黑灰色,有油膩感,滑膩感:可污染紙張,硬度為1~2,沿垂直解理面方向隨雜質(zhì)的增加其硬度可達(dá)3~5,比重為1.9~2.3,熔點在3,000℃在自然界中純凈的石墨是很少的,其中CuO等雜質(zhì),有時雜質(zhì)含量可達(dá)10~20%。出現(xiàn)。此外還含有H?O、CO?、CO、H、CH?、瀝青等氣體部分。因此對石墨的分揮發(fā)分和碳分(雜質(zhì))的含量。直徑大于0.1毫米,晶體排列方向雜亂,呈致密塊狀構(gòu)造,品位很高,一般含碳量為62~65%,有時達(dá)80~90%。根據(jù)其石墨晶品位較低,含碳量一般在6~7%到10~20%徑>0.01厘米,后者鱗片較小直徑<0.001這類石墨也稱非晶質(zhì)石墨.它的品體直徑小于1微米.是微晶石墨的集合體、顯微(C)1994-2019ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.鏡下見不到晶形,缺乏光澤、潤滑性也差、也很難選、價值不高。還有一種煤和石墨的過渡產(chǎn)物.有人稱為半石墨,這種石墨質(zhì)量不好,沒有工業(yè)價值。石墨具有許多優(yōu)良的性質(zhì),因而廣泛應(yīng)用于冶金、機械制造、儀表、電氣和化工等國民經(jīng)濟各部門。石墨耐高溫,又耐低溫,膨脹系數(shù)很小,體積穩(wěn)定,因而能抗急冷急熱的變化。它有優(yōu)良的抗腐蝕性能,在常溫條件下,無論強酸、強堿、化學(xué)氣體或有機溶劑對它均不起腐蝕作用,這是其他材料所不及的。石墨是目前已知的最耐高溫的輕質(zhì)材料之一。將兒種最有名的耐高溫材料同時處于攝氏7,000℃超高溫電弧下10秒鐘,結(jié)果證明石墨的損失最小,按重量計算石墨僅損失千分之八,尼龍纖維增強酚醛塑料損失千分之十二,碳化硅損失千分之十七到千分之六十三不等,高硅氧玻璃纖維增強塑料損失千分之二十二,煉鐵石英損失千分之二十三,高鋁剛玉損失千分之八十二,最耐高溫的金屬氧化物——氧化損失千分之一百二十九。山此可見,石墨的耐高溫性能是很強的。但石墨的耐高溫性能又和一般材料不同,當(dāng)溫度升高時,它不是趨于熔軟,其強度反而增高。石墨之所以能耐高溫,除本身的晶體結(jié)構(gòu)特殊和熱膨脹系數(shù)低外,還由手它具有優(yōu)良的吸熱性能,共吸熱性能僅次于耐高溫的增強酚醛塑料(每公斤增強酚醛塑料能吸收20,000~22,000千卡的熱量,每公斤石墨吸熱16,500千卡的熱量)。此外石墨的散熱性能也很好,接近于金屬。石墨是非金屬材料,但具有金屬的某些性能。譬如,它是電和熱的良導(dǎo)體,傳電和傳熱性能和大多數(shù)金屬差不多,但它的導(dǎo)熱性能又和一般的材料不同。一般的金屬在溫度升高時,導(dǎo)熱系數(shù)也隨之升高,而石墨的導(dǎo)熱性能則相反,溫度升高,導(dǎo)熱系數(shù)反而下降,在極高的溫度下,石墨則趨向于絕緣材料,因此在超高溫條件下,石墨的隔熱性能是很可靠的。石墨的導(dǎo)電性能也和一般金屬不同.如將石墨晶體按一定方向排列,并同時加溫加壓,就制成“定向石墨”,共順向的導(dǎo)電性比反向的導(dǎo)電性高1,000倍。根據(jù)人們的要求可以制成各式各樣的半導(dǎo)體材料和高導(dǎo)電性材料。在四十年代以前,石墨的潤滑性和可塑性早已在工業(yè)上獲得廣泛應(yīng)用。鱗片越大,摩擦系數(shù)越小,因此,鱗片石墨最滑、致密結(jié)晶狀石墨次之。由于石墨具有良好的可塑性,因此天然石墨可以加工成任何復(fù)雜的體形。石墨的化學(xué)穩(wěn)定性很突出,它耐酸堿。除氧化劑外,有機溶劑和強烈的活性氣體對它都不起作用。因此.石墨已成為化學(xué)工業(yè)的“超級材料”。二次大戰(zhàn)后,人們發(fā)現(xiàn)石墨是原子能優(yōu)良的減速劑,因此石墨的用途就進(jìn)入了一個新的歷史階段。為了制造優(yōu)良的石墨減速劑,石墨的提純工藝得到了進(jìn)一步發(fā)展。高純度石墨的生產(chǎn)帶來了高強石墨這一新品種。石墨在反應(yīng)堆中的高溫條件下,揭示了許多特殊的熱性質(zhì),因此石墨已成為原子能工業(yè)的重要材料。石墨作為工業(yè)材料,約有150年的歷史,它是重要的經(jīng)濟材料。目前正作為新的高效能材料在開辟各種新的用途。石墨主要用于以下兒個方面:石墨在冶金工業(yè)中,除大量用于澆鑄和拔絲外,熔煉耐高溫合金的石墨坩堝和高溫爐中所需要的石墨磚,數(shù)量也非常大,約占石墨總耗量的三分之一(石墨坩堝是將石墨和耐火粘土、石英等摻合而成,主要用于冶煉有色金屬合金、有色金屬、特種鋼等,要求能耐1,700~1,800℃的高溫)。鑄造工業(yè)中為使模型表面光滑,鑄件易于脫模,通常也在模型上撒上石墨粉。用于熔煉的石墨坩堝C)1994-2019ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://t的生產(chǎn),對冶金和機械工業(yè)的發(fā)展有重要意義,和耐火泥坩堝比較,石墨坩堝的優(yōu)點較多,主要是它能耐高溫,使用壽命長。如石墨坩堝可熔銅60次、熔鋼10~15次。坩堝的尺寸越大,要求原料中石墨鱗片也越大。因為用大鱗片石墨制成的坩堝比較堅固耐用,不發(fā)生裂紋。此外電解鋁的工業(yè)每年所需電解電極石墨數(shù)量也很大,而鋁又是飛機工業(yè)的基本材料,因此電極石墨的生產(chǎn)和一個國家鋁的冶金工業(yè)和飛機工業(yè)發(fā)展密切相關(guān)。二次大戰(zhàn)前,世界天然石墨的產(chǎn)量大約70%用于冶煉和澆鑄工業(yè)。由此可見,石墨在冶金工業(yè)中占有相當(dāng)重要的地位。在機械工業(yè)中,石墨常用作船軸、火車頭、車廂的輪軸、蒸汽缸等機械的潤滑劑。在紡織機械和食品機械制造中,由于不能使用液體潤滑劑,也往往用石墨來潤滑。石墨和金屬一起可以制成無油潤滑軸承。將石墨粉和石棉纖維或植物纖維合在一起可以制成密封的盤根和充填制品。在拉制鋼絲和沖壓無縫鋼管時,也用石墨作固體潤滑劑。石墨在電氣工業(yè)上用途特別廣泛,主要用作電刷、電池電極、探照燈和電影機的炭棒、灼熱強光燈泡的燈絲等等。電氣工業(yè)上所用的石墨,質(zhì)量要求很高,對細(xì)度的要求也很嚴(yán)。從石墨產(chǎn)品品種的多樣性和制品的貴重程度來看,“電極石墨”的生產(chǎn)算是手屈一指的,其中包括小電極碳管、電池碳、電燈碳棒、焊接碳、水銀整流器的正極、軸承墊圈、電話零件、高電阻物等等。石墨化學(xué)管道在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用,不但保證了化學(xué)反應(yīng)的正常化,而且在制造高純度化學(xué)物品中起了決定作用,也節(jié)約了無縫不銹鋼管。石墨纖維和塑料結(jié)合起來,可制成耐腐蝕性的器皿和設(shè)備。許多化學(xué)溶液必須用石墨纖維布來過濾。石墨纖維布可以制成煤氣過濾器,在今天煤氣綜合利用的時代、將有廣闊的前途。石墨可制成各種鉛筆,用低級石墨制成的涂料可作為防腐劑.涂在金屬煙囪、屋酸鹼等的腐蝕。石墨在制鏡工業(yè)和玻璃工業(yè)中可作為拋光劑。此外、石墨還可制造油印顏料和黑色復(fù)寫紙等。石墨的迅速發(fā)展是在1942年用石墨制成原子能減速劑開始的。因為原子能作為飛行動力的中心問題不是燃料和續(xù)航力的問題,而是發(fā)動機耐射線問題和材料的選擇問題。許多天然的材料經(jīng)過射線長時間照射后,其結(jié)構(gòu)均受到嚴(yán)重的破壞,只有石墨是輕質(zhì)、耐高溫,并能長期耐射線的破壞。眾所周知,鉛、硼、鎘、鈹、重水是優(yōu)良的防射線材料,但是鉛太重,硼則不太堅固,鎘的耐高溫性能較低,鈹?shù)漠a(chǎn)量太少,重水的體積太大,只有石墨比較理想,所以石墨在尖端技術(shù)方面有共特殊的用途。1.作反應(yīng)堆的減速劑作為動力用的原子反應(yīng)堆中的減速劑材料,應(yīng)當(dāng)是高熔點、穩(wěn)定性好、耐腐蝕,墨完全能滿足以上要求,而且成本低,因此它是目前原子反應(yīng)堆中一種良好的減速劑,用量也不少。例如英國原子反應(yīng)堆中,動力廠所用的圓柱形石墨炭棒,每根直徑達(dá)14.4米,高達(dá)9米。石墨也是一種防射線材料。2.作為火箭的噴嘴耐高溫的石墨可作為火箭發(fā)動機的噴嘴,它能在短時間內(nèi)耐2,700℃的高溫,并L容易加工到很精確的程度,如噴嘴的內(nèi)徑可加工到±6密耳的精確度(每個密耳等于千分之一英寸)。國外曾用石墨和石膏摻水合成混合料把火箭的噴嘴固定在不銹鋼外殼內(nèi).并在石墨上涂抹鋁和鋯的氧化物、碳化硅、浸漬樹脂、蠟油類和金屬后制成火箭和導(dǎo)彈上的各種機件。例如美聯(lián)合碳化物公司所制的耐高溫材料,它在噴射速度超過音速5倍的氧化石蠟的火焰中.燃燒80秒鐘后依然不變形。3.耐化學(xué)腐蝕的不透性石墨C)1994-2019ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrit天然石墨由于其多孔性,所以不能用來制造化學(xué)設(shè)備,如將石墨經(jīng)過特殊加工就得到不透性石墨,這種石墨的特點是密度高、對氣體和液體的滲透性很小,孔隙率低,有良好的導(dǎo)熱性。其導(dǎo)熱性比一般石墨好得多。不透性石墨是防腐蝕的超級材料。羅馬尼亞用不透性石墨設(shè)計和制造了化學(xué)用泵、特種球閥、化學(xué)管道開關(guān)、化學(xué)反應(yīng)器和油罐的襯板等。在原子反應(yīng)堆中需用大量的不透性石墨。4.定向高密度石墨上而講過,石墨是最耐高溫的元素之才升華。但是它并不能耐超高溫,這是因為晶體質(zhì)點排列雜亂無章之故,如用人工的方法使其質(zhì)點定向排列,則其順向的導(dǎo)熱系數(shù)大大提高,遇到超高溫時容易傳熱,不留下任何熱區(qū),因此,耐高溫石墨變成了耐火石墨。若將兩束同樣高溫的氣流向定向高密度石墨和天然石墨噴射,則天然石墨很快被高速氣流射穿,而定向高密度石墨則只是出現(xiàn)輕微的表面腐蝕、這足以證明高溫氣流無法總之,石墨是一種特殊的非金屬材料。由于它具有許多優(yōu)良的性能,除已在冶金、機械、電氣、化學(xué)等工業(yè)部門獲得廣泛應(yīng)用外,在原子能工業(yè)中也占有很重要的地位,開辟了各種新用途。石墨材料向代替金屬材料和非金屬材料以及有機材料的方向發(fā)展.今后將有更大的發(fā)展前途。應(yīng)指出,近年來由于人造石墨的發(fā)展,利用人工的方法,直接制成高純石墨,天然石墨有被人造石墨代替的趨勢。二、石墨產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)和品級每個國家都有自己的標(biāo)準(zhǔn)和品級,雖然各國的標(biāo)準(zhǔn)和品級不一樣,但標(biāo)準(zhǔn)和品級的分級依據(jù)是一樣的,即都是根據(jù)鱗片大小和用戶的要求以及用途來分級。以南墅石墨礦為例,該礦根據(jù)用戶的要求生產(chǎn)普通鱗片石墨、鑄造石墨、潤滑石墨、膠體石墨等兒種。普通鱗片依其用途又分為七種十七個牌號、其固定碳含量在89~94%之間,粒度(即鱗片大小)為30~325目。潤滑石墨、鑄造石墨、電炭石墨又分為四個牌號。(湖北建工學(xué)院石墨課組)“無塵石棉布”科研項目協(xié)調(diào)會【本門訊】1974年3月12日至13日,在山東青島市召開了“短纖維石棉無紡紗方法的會議。會議由山東省建委建材局和青島市建材工業(yè)公司主持。參加會議的有:青島市革屬礦研究所、青島市建材研究所、沈陽市石棉制品廠、國家建委建材研究院等單位。會議首先認(rèn)真學(xué)習(xí)了毛主席、黨中央有關(guān)批林批孔的指示和文件,批判了林彪效法孔老二“克己復(fù)禮”,妄圖復(fù)辟資本主義的罪行和“洋奴哲學(xué)”、“爬行主義”等修正主義黑貨。會上,由青島市石棉制品廠匯報了該廠“無塵石棉布”三結(jié)合試驗小組拉出石棉薄膜的初步成果,提出了尚待解決的技術(shù)課題。沈陽市石棉制品廠介紹了該廠“無塵石棉布”研制情況和進(jìn)一步設(shè)想。國家建委建材研究院技術(shù)情報所重點介紹了國外有關(guān)資料。會

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