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石墨在大自然中非常普遍,并且石墨烯是人類已知強度很高的物質(zhì),但科學家可能仍然需要花費數(shù)年甚至幾十年時間,才能找到一種將石墨轉(zhuǎn)變成大片高質(zhì)量石墨烯“薄膜”的方法,從而可以用它們來為人類制造各種有用的物質(zhì)。據(jù)科學家稱,石墨烯除了異常牢固外,還具有一系列獨特的特性,石墨烯還是目前已知導電性能最出色的材料,這使它在微電子領(lǐng)域也具有巨大的應(yīng)用潛力。石墨制品的一些用途石墨制品可以作為耐火材料使用:石墨制品能耐高溫,有較好的高溫強度及耐腐蝕性,許多貴重金屬和稀有金屬冶煉用的坩堝、熔化石英玻璃等所用的石墨化坩堝都是用石墨化坯料加工制成的。研究人員甚至將石墨烯看作是硅的替代品,能用來生產(chǎn)未來的超級計算機。
石墨制品的用處可謂是遍布各種行業(yè)
1、作耐火材料: 石墨制品具有耐高溫、高強度的性質(zhì),在冶金工業(yè)中主要用來制造石墨坩堝,在煉鋼中常用石墨作鋼錠之保護劑,冶金爐的內(nèi)襯。
2、作導電材料:在電氣工業(yè)上用作制造電極、電刷、碳棒、碳管、水1銀正流器的正極,石墨墊圈、電話零件,電視機顯像管的涂層等。
3、作耐磨潤滑材料:石墨在機械工業(yè)中常作為潤滑劑。石墨制品在各個領(lǐng)域里發(fā)揮著它密封,耐溫,耐腐蝕,導電,保溫,抗壓,耐磨,抗氧化等至關(guān)重要的作用,已經(jīng)引起國內(nèi)外專家的普遍重視。潤滑油往往不能在高速、高溫、高壓的條件下使用,而石墨耐磨材料可以在200~2000 ℃溫度中在很高的滑動速度下,不用潤滑油工作。許多輸送腐蝕介質(zhì)的設(shè)備,廣泛采用石墨材料制成活塞杯,密封圈和軸承,它們運轉(zhuǎn)時勿需加入潤滑油。石墨乳也是許多金屬加工(拔絲、拉管)時的良好的潤滑劑。
4、石墨具有良好的化學穩(wěn)定性。石墨的特殊性質(zhì)潤滑性:石墨的潤滑性能取決于石墨鱗片的大小,鱗片越大,摩擦系數(shù)越小,潤滑性能越好。經(jīng)過特殊加工的石墨,具有耐腐蝕、導熱性好,滲透率低等特點,就大量用于制作熱交換器,反應(yīng)槽、凝縮器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過濾器、泵設(shè)備。廣泛應(yīng)用于石油化工、濕法冶金、酸堿生產(chǎn)、合成纖維、造紙等工業(yè)部門,可節(jié)省大量的金屬材料。
5、作鑄造、翻砂、壓模及高溫冶金材料:由于石墨的熱膨脹系數(shù)小,而且能耐急冷急熱的變化,可作為玻璃器的鑄模,使用石墨后黑色金屬得到鑄件尺寸精準,表面光潔成品率高,不經(jīng)加工或稍作加工就可使用,因而節(jié)省了大量金屬。2、金剛石工具燒結(jié)模具用碳具體產(chǎn)品有:石墨組合模具、陶土模具、石油鉆頭用保徑環(huán)和噴咀棒3、機械工業(yè)用碳具體產(chǎn)品有:石墨密封動環(huán)、密封靜環(huán)、石墨軸承、潤滑柱、石墨葉片、浸漬各種金屬或樹脂的機械密封零件。生產(chǎn)硬質(zhì)合金等粉末冶金工藝,通常用石墨材料制成壓模和燒結(jié)用的瓷舟。單晶硅的晶體生長坩堝,區(qū)域精煉容器,支架夾具,感應(yīng)加熱器等都是用高純石墨加工而成的。此外石墨還可作真空冶煉的石墨隔熱板和底座,高溫電阻爐爐管,棒、板、格棚等元件。
6、石墨還能防止鍋爐結(jié)垢,有關(guān)單位試驗表明,在水中加入一定量的石墨粉(每噸水大約用 4~5 克)能防止鍋爐表面結(jié)垢。此外石墨涂在金屬煙囪、屋頂、橋梁、管道上可以防腐防銹。
7、石墨制品可作鉛筆芯、顏料、拋光劑。
石墨制品的一些用途及其特點
石墨在電氣工業(yè)中廣泛用來作電極、電刷、碳棒、碳管整流器的正極、石墨墊圈、電話零件、電視機顯像管的涂層等等。耐酸性特殊材料的加入顯著改善坩堝的品質(zhì)在耐酸化指標方面表現(xiàn)卓越并大大地延長石墨坩堝的使用壽命。其中以石墨制品石墨電極應(yīng)用廣,在冶煉各種合金鋼、鐵合金時,使用石墨電極,這時強大的電流通過電極導入電爐的熔煉區(qū),產(chǎn)生電弧,使電能轉(zhuǎn)化為熱能,溫度升高到左右,從而達到熔煉或反應(yīng)的目的。
許多輸送腐蝕介質(zhì)的設(shè)備,廣泛采用石墨制品材料制成活塞環(huán)、密封圈和軸承,它們運轉(zhuǎn)時,勿需加入潤滑油,石墨乳也是許多金屬加工時的良好的潤滑劑。
石墨制品具有良好的化學穩(wěn)定性,經(jīng)過特殊加工的石墨,具有耐腐蝕、導熱性好、滲透率低等特點,使用石墨后,黑色金屬得到的鑄件尺寸精準,表面光潔,成率高,不經(jīng)加工或稍作加工就可使用,因而節(jié)省了大量金屬。原子反應(yīng)堆用的石墨材料必須具有極高的純度,雜質(zhì)含量不應(yīng)超過幾十個ppm,特別是其中硼元素的含量應(yīng)在0。石墨制品還可以作真空冶的石墨隔熱板和底座,高溫電阻爐爐管、棒、板、格棚等元件。