東洋石墨I(xiàn)SEM-41C東洋石墨I(xiàn)SEM-41C

一、石墨的性質(zhì)

石墨是碳的結(jié)晶礦物之一。1565年作為一種礦物被發(fā)現(xiàn)，1779年確定它的成分是碳，1789年定名為“石墨”（希臘文為“寫(xiě)”之意）。石墨的顏色為黑 色，晶體為六方板狀，但少見(jiàn)，一般呈薄片狀或鱗片狀，集合體呈土狀，為隱晶質(zhì)體。質(zhì)軟、硬度小，摩氏硬度為1-2,能污染紙張。比重2.1--2.3。具 有一組極完全解理。

 

常溫下石墨具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，能耐酸、耐堿、耐有機(jī)溶劑的腐蝕，但高溫時(shí)易氧化。

 

二、石墨的用途

由于石墨具有許多優(yōu)良的性能，因而在冶金、機(jī)械、電氣、化工、紡織、國(guó)防等工業(yè)部門(mén)獲得廣泛應(yīng)用。

1做耐火材料

石墨的一個(gè)主要用途是生產(chǎn)耐火材料，包括耐火磚，坩堝，連續(xù)鑄造粉，鑄模芯，鑄模洗滌劑和耐高溫材料.

 

坩堝及有關(guān)制品用石墨制造的成型和耐火的坩堝及其有關(guān)制品，例如坩堝、曲頸瓶、塞頭和噴嘴等，具有高耐火性，低的熱膨脹性，熔煉金屬過(guò)程中，受到金屬浸潤(rùn) 和沖刷時(shí)亦穩(wěn)定，高溫下良好的熱震穩(wěn)定性和優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性，所以石墨坩堝及其有關(guān)制品被廣泛用于直接熔融金屬的工藝中.

 

2煉鋼

石墨和其他雜質(zhì)材料用于煉鋼工業(yè)時(shí)可作為增碳劑。滲碳使用的碳質(zhì)材料的范圍很廣，包括人造石墨、石油焦、冶金焦炭和天然石墨。在世界范圍內(nèi)煉鋼增碳劑用石墨仍是土狀石墨的主要用途之一。

 

3作導(dǎo)電材料

石墨在電氣工業(yè)中廣泛用來(lái)作電極、電刷、碳棒、碳管、整流器的正極、石墨墊圈、電話零件、電視機(jī)顯像管的涂層等等。其中以石墨電極應(yīng)用***，在冶煉各 種合金鋼、鐵合金時(shí)，使用石墨電極，這時(shí)強(qiáng)大的電流通過(guò)電極導(dǎo)入電爐的熔煉區(qū)，產(chǎn)生電弧，使電能轉(zhuǎn)化為熱能，溫度升高到2000度左右，從而達(dá)到熔煉或反 應(yīng)的目的。此外，在電解金屬鎂、鋁、鈉時(shí)，電解槽的陽(yáng)極也用石墨電極。生產(chǎn)金剛砂的電阻爐也用石墨電極作爐頭導(dǎo)電材料。

用于原子能工業(yè)和國(guó)防工業(yè):石墨具有良好的中子減速劑用于原子反應(yīng)堆中，鈾一石墨反應(yīng)堆是應(yīng)用較多的一種原子反應(yīng)堆。作為動(dòng)力用的原子能反應(yīng)堆中的減速材料應(yīng)當(dāng)具有高熔點(diǎn)，穩(wěn)定，耐腐蝕的性能，石墨完全可以滿足上述要求。作為原子反應(yīng)堆用的石墨純度要求很高，雜質(zhì)含量不應(yīng)超過(guò)幾十個(gè)PPM。特別是其中硼含量應(yīng)少于0.5PPM。在國(guó)防工業(yè)中還用石墨制造固體燃料的石墨噴嘴，石墨鼻錐，航行設(shè)備的零件，隔熱材料和防射線材料。

 

 

石墨爐原子吸收光譜法是一種運(yùn)用有石墨涂層的的熔爐，使樣本蒸發(fā)的光譜測(cè)定法。簡(jiǎn)而言之，這項(xiàng)技術(shù)是基于這樣一個(gè)事實(shí)，即自由原子可以吸收一定頻率的光和帶有特殊利益元素的波長(zhǎng)。在一定范圍內(nèi)，被吸收的光波可以直接與所要分析的的物體聯(lián)系起來(lái)。許多元素的自由原子可以用高溫從樣本中提取。在石墨爐原子吸收光譜法中，樣本儲(chǔ)存在有石墨或熱解碳涂層的小石墨立方體中，這個(gè)立方體將來(lái)可以通過(guò)加熱來(lái)使樣本蒸發(fā)和分解過(guò)程。我們可以根據(jù)已知的濃度來(lái)校正儀器，從而通過(guò)工作曲線來(lái)決定濃縮程度。和原子吸附相比，石墨爐主要有有以下優(yōu)勢(shì)：

 

 

對(duì)于許多元素來(lái)說(shuō)，石墨爐探測(cè)范圍可達(dá)十億分之一；

采用改良型設(shè)備，阻礙降至小；

通過(guò)原子吸收大量基質(zhì)，石墨爐可以探測(cè)絕大多數(shù)已知元素。 

 

石墨具有較高的散射截面和極低的熱中子吸收截面，較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，使得核反應(yīng)堆能夠利用少量燃料達(dá)到臨界或正常運(yùn)行。

石墨是耐高溫材料，它的三相點(diǎn)，15MPa時(shí)為4024℃，因此不能采用熔化、鑄造、鍛造等熱加工方法制造而只能采用類似粉末冶金的方法。它不像金屬那樣強(qiáng)度隨溫度而下降，而是略有增加，在2000℃以下應(yīng)用，不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。

石墨有良好的導(dǎo)熱性能，在堆內(nèi)可以有效地降低溫度梯度，不致產(chǎn)生太大的熱應(yīng)力。

石墨化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定。除了高溫下的氧化、水蒸氣外，可以耐酸、堿、鹽的腐蝕，因而可以用作熔鹽核反應(yīng)堆和鈾鉍核反應(yīng)堆的堆芯構(gòu)件。

石墨抗輻照性能好，能長(zhǎng)期在堆內(nèi)服役30～40年。

石墨可加工性好，可以加工成各種形狀的構(gòu)件。

石墨原料豐富，價(jià)格便宜，容易制成純度高、強(qiáng)度大、不同密度要求的各種核石墨，但石墨也有缺點(diǎn)，它是各向異性晶體結(jié)構(gòu)，成層狀分布，原子密集于a、b晶面，同層原子近距離為0.141nm，相互為共價(jià)結(jié)合，具有較強(qiáng)的結(jié)合力；而層距離為0.335nm，層間結(jié)合力為范德瓦爾力，結(jié)合力較弱。這種各向異性在石墨的物理、強(qiáng)度、輻照等行為中都會(huì)強(qiáng)烈地表現(xiàn)出來(lái)。