特種石墨按主要用途分類

特種石墨按主要用途分類

電火花加工用特種石墨
電火花加工是機械制造工業中的一種新型加工工藝，電火花加工可以對許多硬度較大的金屬進行加工，并可加工形狀復雜、精度要求較高的零部件，作為陽極的工具電極可以使用銅質材料，也可使用石墨材料。用作電火花加工的工具電極的石墨材料必須具備下列條件： [1]
（1）結構致密、組織均勻，不應當有粗顆粒料和大的氣孔；
　　（2）有較高的機械強度，又有良好的加工性能，能加工出復雜的形狀或銳角、薄片狀；
　　（3）石墨質工具電極，在電火花加工過程中有一定損耗，這種損耗應盡可能低；
　　（4）放電特性穩定，加工速度較快。因此電火花加工用石墨一般都采用細顆粒結構石墨或特細顆粒結構石墨，在物理性能上最好是各向同性。所以當前中國電火花加工石墨材料市場上用得較多的是細顆粒結構的各向同性石墨。
　　2005年國內需要電火花加工石墨估計為4000T，其中使用高檔石墨約占25%，使用中低檔石墨約占75%。今后可能以10%的年增漲幅度上升。使用進口高檔石墨（主要是等靜壓成型的各向同性石墨）約占全部用量10%。國外電火花加工用各向同性石墨的品種較多，可分別用于粗加工、半精加工、精加工、精細加工、超精細加工和精密加工（線切割等模具的加工）。
模具石墨
機械工業中的鑄造行業大量使用石墨材料作為加壓鑄造、離心鑄造、超硬合金的熱擠壓等加工的模具，大到火車車輪，小到精密零件都可以使用石墨模具。石墨模具可多次重復使用，脫模后的鑄件具有較高的光潔度，有的無需進一步加工即可使用。用作鑄造模具的石墨材料應該是質地致密、熱膨脹系數較低、抗氧化性能較好的石墨，用于鑄造尺寸較大的鑄件的石墨可以用較粗的粒度組成，而用于鑄造小型精密零件的石墨必須使用細顆粒結構的石墨。中國用于制造模具的石墨數量較大，2005 年連續鑄造用石墨約1500t、燒結模用石墨估計需要4000t。表4為吉炭集團上海炭素廠生產的細顆粒結構石墨的規格和技術性能。
　　在模具石墨中以金屬連續鑄造石墨的質量要求最嚴，要求其熱導率高，熱穩定性和耐熱沖擊性好，潤滑性好，不與熔融金屬浸潤，不與鑄造金屬反應，容易加工成尺寸精確的模具。連續鑄造石墨的特性一般如下：體積密度1.7-1.9g/cm，抗折強度30-40MPa，抗拉強度20-30MPa，熱導率100 < 130 W/(m · K)。
　　縱形角板為 1260 mm X 200 mm X 280 mm ;橫形板材為1000 mm X 70 mm X 240 mm ;鑄造 速度根據鑄板的尺寸不同而異，取值范圍為0. 7 ~4 m/min。冷模壓細顆粒結構石墨或等靜壓成型的細 顆粒結構石墨都可以加工成金屬連續鑄造用石墨件。
高純石墨
高純石墨一般指含碳量在99. 99%以上的石 墨，在組織結構上可分為粗顆粒結構、細顆粒結構 和超細顆粒結構三類，高純石墨大量用于直拉單晶 硅爐中。集成電路的基礎材料主要是硅單晶芯片， 當前硅單晶的成長工藝主要采用直拉（CZ)法，其他 方法還有磁場直拉法（MCZ)、區域（FZ)法以及雙坩堝拉晶法，全球電子工業用直拉單晶硅約占單晶硅 總用量的80% ,直拉單晶硅爐中的石墨件是消耗品，采用高純石墨材料加工成直拉單晶硅爐的加熱系統。2005年中國需要直拉硅單晶爐用 石墨約800 t。 [1]
高純石墨另一重要用途是加工成各類坩堝，用 于生產貴金屬、稀有金屬或高純金屬、非金屬材料。光 譜分析用石墨電極也是一種高純石墨，可用于除碳素以外的所有元素的光譜化學分析,光譜分析用石墨 電極用擠壓方法成型。成品的雜質元素含量應不大于6*10在光譜分析中制備標準樣品和用化學方法捕集雜質時需用光譜純炭粉或光譜純石墨粉，這兩種 高純材料對雜質含量的要求都是在6 *10；在某些 用途方面，需要含碳量達到99.9995%,總灰分含量 小于5 *10。高純石墨的成型方法有擠壓成型、模壓 成型及等靜壓成型三種。表9為中國生產的高純石 墨產品理化性能指標舉例，表10為中國光譜分析 用高純石墨電極產品理化性能舉例。

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