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石墨由于其特殊結(jié)構(gòu),而具有如下特殊性質(zhì):
1、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性:石墨的導(dǎo)電性比一般非金屬礦高一百倍。導(dǎo)熱性超過鋼、鐵、鉛等金屬材料。導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高而降低,甚至在極高的溫度下,石墨成絕熱體。
2、可塑性:石墨的韌性好,可碾成很薄的薄片。
3、抗熱震性:石墨在常溫下使用時能經(jīng)受住溫度的劇烈變化而不致破壞,溫度突變時,石墨的體積變化不大,不會產(chǎn)生裂紋。
石墨提純:化學(xué)提純和物理提純兩種方法。
(1)化學(xué)提純是利用石墨耐酸、堿、抗腐蝕的性質(zhì),用酸、堿處理石墨精礦,使雜質(zhì)溶解,然后洗滌掉,提高精礦品位。化學(xué)提純可獲品位為99%的高碳石墨?;瘜W(xué)提純有多種方法,國內(nèi)應(yīng)用廣的是氫氧*鈉高溫熔融法。
基本原理是在500℃以上高溫條件下,使石墨中的雜質(zhì)(以硅酸鹽礦物為主)與*堿,即NaOH起反應(yīng),生成水溶性反應(yīng)物,用水浸取反應(yīng)物,即可消除掉部分雜質(zhì),另一部分雜質(zhì),如鐵的氧化物,堿熔后用HCl中和,生成可溶子水的氯化鐵,用水洗滌即可除去。石墨電極抗氧化涂料同樣適用于石墨坩堝的防氧化,其作用機理一致。
石墨電極的諸多優(yōu)勢
(1)加工速度更快:通常情況下,石墨的機械加工速度能比銅快2~5倍;而放電加工速度比銅快2~3倍材料更不容易變形:在薄筋電極的加工上優(yōu)勢明顯;銅的軟化點在1000度左右,容易因受熱而產(chǎn)生變形;石墨的升華溫度為3650度;石墨制品的防氧化作用及還原作用,石墨床墊加熱后可以產(chǎn)生負氧離子,使周圍的物品活性化,維持人體健康,有效預(yù)防衰老,使皮膚充滿光澤和彈性,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。熱膨脹系數(shù)僅有銅的1/30。
(2)重量更輕:石墨的密度只有銅的1/5,大型電極進行放電加工時,能有效降低機床(EDM)的負擔;更適合于在大型模具上的應(yīng)用。
石墨更容易研磨和拋光;由于石墨的切削阻力只有銅的1/5,更容易進行手工的研磨和拋光。
材料成本更低,價格更穩(wěn)定;由于近幾年銅價上漲,如今各向同性石墨的價格比銅更低,相同體積下,東洋炭素的普遍性石墨產(chǎn)品的價格比銅的價格低30%~60%,并且價格更穩(wěn)定,短期價格波動非常小。
正是這種優(yōu)勢,石墨逐漸取代銅成為電極的材料。