高纯石墨的应用

高纯石墨的应用

石墨含量在 99.9%以上的石墨叫高纯石墨。是理想的无 机非金属用坩埚舟皿、单晶炉用加热器、电火花加工石墨、 烧结模具、电子管阳极、金属涂镀、半导体技术用的石墨坩 埚、发射电子管、闸流管和汞弧整流器用的石墨阳极、栅极 等。高纯石墨 –   高纯石墨特点 高纯石墨具有电阻系数小、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、抗热震性好、导电、导热膨胀系数小、自润滑、易于精密机加工等优点。

高纯石墨 –   石墨相关组成

石墨与金刚石、碳 60、碳纳米管等都是碳元素的单质 ,它们互为同素异形体。石墨质软， 黑灰色； 有油腻感， 可污染纸张。 硬度为 1～ 2，沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至3～ 5。比重为1． 9～ 2． 3。比表面积范围集中在 1-20m2/g （ F-Sorb2400 比 表面积仪 BET方法测试），在隔绝氧气条件下，其熔点在 300 0℃以上，是最耐温的矿物之一。

高纯石墨 –   石墨特殊性质

1、耐高温型： 石墨的熔点为 3850± 50℃，沸点为 4250℃， 即使经超高温电弧灼烧，重量的损失很小，热膨胀系数也很 小。石墨强度随温度提高而加强，在2000℃时，石墨强度提 高一倍。

2、导电、导热性：石墨的导电性比一般非金属矿高一 百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度 升高而降低，甚至在极高的温度下，石墨成绝热体。石墨能 够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共 价键 , 每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。

3、润滑性：石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小， 鳞片越大，摩擦系数越小，润滑性能越好。

4、化学稳定性：石墨在常温下有良好的化学稳定性， 能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。

5、可塑性：石墨的韧性好，可碾成很薄的薄片。

6、抗热震性：石墨在常温下使用时能经受住温度的剧 烈变化而不致破坏，温度突变时，石墨的体积变化不大，不 会产生裂纹。

石墨何以能取代铜？

20   世纪 60年代，铜作为电极材料被广泛应用，使用率约 占 90％，石墨仅有 10％左右； 21世纪，越来越多的用户开始 选择石墨作为电极材料，在欧洲，超过                90％以上的电极材料 是石墨。铜，这种曾经占统治地位的电极材料，和石墨电极 相比它的优势几乎消失殆尽。是什么导致了这个戏剧性的变 化？当然是石墨电极的诸多优势。

1、加工速度更快：通常情况下，石墨的机械加工速 度能比铜快 2~5倍；而放电加工速度比铜快  2~3倍；材料更不容易变形：在薄筋电极的加工上优势明显；铜的软化点在 1000度左右，容易因受热而产生变形；石墨的升 华温度为 3650度；热膨胀系数仅有铜的 1/30 。

2、重量更轻：石墨的密度只有铜的 1/5 ，大型电极进 行放电加工时，能有效降低机床（（ EDM）的负担；更适合于 在大型模具上的应用。

3、放电消耗更小；由于火花油中也含有 C原子，在 放电加工时，高温导致火花油中的 C原子被分解出来，转而 在石墨电极的表面形成保护膜，补偿了石墨电极的损耗。

4、没有毛刺；铜电极在加工完成后，还需手工进行 修整以去除毛刺， 而石墨加工后没有毛刺，                                 节约了大量成本， 同时更容易实现自动化生产；

5、石墨更容易研磨和抛光；由于石墨的切削阻力只 有铜的 1/5 ，更容易进行手工的研磨和抛光；

6、材料成本更低，价格更稳定；由于近几年铜价上 涨，如今各向同性石墨的价格比铜更低，相同体积下，东洋 炭素的普遍性石墨产品的价格比铜的价格低 30％～ 60％，并 且价格更稳定，短期价格波动非常小。

正是这种无可比拟的优势，石墨逐渐取代铜成为EDM电 极的首选材料

高纯石墨 –   石墨产地

著名产地：纽约 Ticonderoga ，马达加斯加和Ceylon ， 中国以平顶山宝丰有着较大的产地。