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非金属石墨性质和用途

2012-05-17 15:42:00 来源:矿秘书网 评论(0)
石墨是碳的同素异构体之一,密度2100-2300kg/m',莫氏硬度1-2.石墨矿物属六方晶系,层状结构,同一网层中碳原子间距为1.42A,层与层之间间距为3.354A.层间以分子键连接,具有良好的天然疏水性.

石墨是碳的同素异构体之一,密度2100-2300kg/m’,莫氏硬度1-2.石墨矿物属六方晶系,层状结构,同一网层中碳原子间距为1.42A,层与层之间间距为3.354A.层间以分子键连接,具有良好的天然疏水性.

石墨具有一系列的优良特性,主要有如下几点.

1.耐高温

石墨是已知的最耐高温的非金属材料之一,最高温度可达3800℃在高温条件下,石墨损失最小.把各种材料在7000℃高温下烧lOs石墨损失0.8%,碳化硅损失1.7%,高铝刚玉损失8.2%,最耐高温的金属氧化物—氧化错损失12.9%。由此可见,石墨的耐高温性能是很突出的.

2.导电性和导热性

石墨的导电性虽然不能与铜、铝等金属相匹敌,但与一般材料相比,其导电性是相当高的,如比不锈钢高4倍,比碳素钢高2倍.但石墨的热导率和一般的金属不同,随着温度的升高,导热系数降低,在极高的温度下,石墨趋于绝缘状态.因此,在超高温条件下,石墨的绝缘性能是很可靠的。

3.润滑性

石墨的摩擦系数小于0.1,鳞片越大,摩擦系数越小,润滑性能越好。

4.化学稳定性

在常温下,石墨具有良好为化学稳定性,耐酸碱和有机溶剂的腐蚀.但石墨的伉氧化能力差,450℃开始氧化,因此石墨及其制品不应在氧化气氛中使用.

5.特珠的抗热震性能

石墨的热膨胀系数很小,能抗骤冷骤热的化.当温度突然发生变化时,不会产生裂纹.

6.可塑性

石墨具有良好的可塑性,可碾成透光薄片.   

由于石墨具有上述优良性能,因而在冶金、机械、电气、化工、纺织,国防等工业邹门获得了广泛应用,主要用途如下

1.耐火材料

石墨在冶金工业中用来作石墨柑埚.在炼钢工业中作钢锭保沪剂、镁碳砖、冶金沪内衬等,用量约占石墨产量的25%以上.

2.导电材料

在电气工业中石墨广泛用来作电极、电刷、碳棒、碳管、垫圈及显像管涂层等.此外,石墨还可作低温超导材料,高功率电池电极等.

在这一方面,石墨遇到人造石书的挑战,因为人造石墨中有害杂质的数量可以控制,且纯度高、价格低.尽管如此,由于电气工业的迅速发展以及天然鳞片石里的优良性质,因此天然石墨消耗量仍是逐年增加.

3.润滑材料和耐磨材料

石墨在机械工业中常作润滑荆(拔丝、拉管).润滑油往往不能在高速、高温、高压下工作,而石墨耐磨材料可以在-200-2000℃温度和高速滑动(l00m/s)下应用.许多输送蚀腐介质的设备广泛采用石墨材料制成活塞环、密封圈和轴承,它们运转时勿需加润滑油。

4.铸造

天然石墨最大的用途是用于铸造,用量占石墨总产址的1/3以上。

5.封腐蚀材杆

石墨具有良好的化学稳定性.经过特殊加工的石墨具有耐腐蚀、导热性好、渗透率低等特点,大量用于热交换器、反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器,加热器和过滤器等。在石油、化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门得到广泛应用.

6.国防和原子能工业

石墨具有优良的中子减速性,最早在原子反应堆中作减速剂.作为原子反应堆中的减速材料应具有高熔点、稳定、耐腐蚀等特点,而石墨完全能满足上述要求.在国防工业中,石
墨复合材料可用来作固沐燃料火箭的喷嘴、导弹的奔锥、宇肮设备零件、隔热材料和防辐射材料.

除上述用途外,石墨还可作除垢剂、抛光剂、颜料等。

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