石墨的特性

石墨及其制品具有高強(qiáng)耐酸性、抗腐蝕和耐高溫3000℃以及耐低溫-204℃等優(yōu)良特性，被廣泛的應(yīng)用在冶金、化工、石油化工、高能物理、航天、電子等方面。石墨的具體特性大致有以下幾種：

1、強(qiáng)的耐高溫特性

石墨的熔點(diǎn)為3850±50℃，沸點(diǎn)為4250℃，即使經(jīng)超高溫電弧灼燒，重量的損失很小，熱膨脹系數(shù)也很小。石墨強(qiáng)度隨溫度提高而加強(qiáng)，在2000℃時(shí)，石墨強(qiáng)度提高一倍。

2、石墨制品具有很好的導(dǎo)熱性、抗熱震性。石墨在常溫下使用時(shí)能經(jīng)受住溫度的劇烈變化而不致破壞，溫度突變時(shí)，石墨的體積變化不大，不會(huì)產(chǎn)生裂紋。

3、石墨制品具有化學(xué)穩(wěn)定性和抗侵蝕能力。石墨在常溫下具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性，不受強(qiáng)酸的侵蝕。

4、石墨制品環(huán)保健康，耐高溫。碳要在2000-3300度高溫的環(huán)境下經(jīng)過至少十幾個(gè)晝夜的石墨化過程才能成為石墨，因此，石墨中的有毒有害物質(zhì)早已釋放殆盡，至少在2000度以內(nèi)是非常穩(wěn)定的。

5、石墨制品具有很好的吸附性。炭的空隙結(jié)構(gòu)使炭具有很好的吸附性，故炭常被用作吸附材料，用于吸附水分、氣味、有毒物質(zhì)等。

石墨新用途

1)柔性石墨制品。柔性石墨又稱膨脹石墨，一種新的石墨制品。1971年美國研究成功柔性石墨密封材料，解決了原子能閥門泄漏問題，隨后德，日，法也開始研制生產(chǎn)。這種產(chǎn)品除具有天然石墨所具有的特性外，還具有特殊的柔性和彈性。這種產(chǎn)品除具有天然石墨所具有的特性外，還具有特殊的柔性和彈性。因此，是一種理想的密封材料，廣泛用于石油化工，原子能等工業(yè)領(lǐng)域，國際市場需求量逐年增長。

2)制作半金屬摩擦材料。離合器和自動(dòng)襯廣泛使用半金屬摩擦材料。半金屬摩擦材料是將石墨和金屬粉，鋼纖維，陶土粉用合成樹脂粘結(jié)而成。這些自動(dòng)襯主要可用于高速設(shè)備，如飛機(jī)，卡車以及越野車的制動(dòng)裝置和離合器片。

石墨由微小點(diǎn)狀逐步變?yōu)榇值念w粒，甚至出現(xiàn)鏈狀，石墨化是鋼材的滲碳體組織長期處于高溫后發(fā)生自行分解而出現(xiàn)石墨的現(xiàn)象，低碳鋼在450°C以上，O.5Mo鋼在480°C以上長期使用將逐步發(fā)生石墨化轉(zhuǎn)變，由于石墨的強(qiáng)度極低，嚴(yán)重石墨化后的鋼材相當(dāng)于內(nèi)部存在若干空穴，從而使鋼材的強(qiáng)度下降，沖擊功下降更為明顯。將稀HNO_3、H_2SO_4按一定比例混合,加入天然鱗片石墨和氧化劑充分反應(yīng),形成石墨層間化合物,經(jīng)過水洗、烘干,制得低溫可膨脹石墨。

鋼材中若加入少量與C結(jié)合力強(qiáng)的元素，如Cr、Ti、V等元素可以阻止石墨化現(xiàn)象發(fā)生，含Cr量在0.5%左右即有明顯的阻止石墨化的效果，和晶間腐蝕不一樣，晶間腐蝕一般指碳和鉻產(chǎn)生反應(yīng)，生成Cr23C6，這樣很少的碳原子就會(huì)消耗掉很多鉻原子，在晶界產(chǎn)生貧鉻現(xiàn)象，鉻原子是防腐蝕的主要元素，含量低了耐腐蝕性就差了，容易在晶界產(chǎn)生腐蝕，這種腐蝕叫晶間腐蝕。相比之下，石墨電極材料具有以下優(yōu)勢：速度快：石墨放電比銅快2-3倍，材料不易變形，在薄筋電極的加工上優(yōu)勢明顯，銅的軟化點(diǎn)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度左右。

較好的方法還是降低含碳量和適當(dāng)?shù)奶岣吆t量，溫度升高將使石墨化現(xiàn)象加速發(fā)展，但溫度高于700°C時(shí)，反而使分解出的石墨重新與鐵元素化合成為Fe3C，焊縫熱影響區(qū)尤其容易出現(xiàn)石墨化，而且石墨常呈鏈狀，極易引起脆裂，石墨化的程度常分成4級進(jìn)行評定，不同級別石墨化時(shí)對鋼材冷彎角與沖擊功的影響。目前,人們往往忽視了石墨的電化學(xué)腐蝕,對提高石墨材料的電化學(xué)耐腐蝕性的研究相對較少。

石墨化涂料性能顯著提高

石墨在高溫下容易和氣體接觸發(fā)生反應(yīng)，石墨有效物質(zhì)生成其他無效物質(zhì)，給石墨金屬的結(jié)構(gòu)、使用、特性等性能造成很大影響，有時(shí)還會(huì)產(chǎn)生巨大破壞性 影響。我們常見的石墨金屬氧化具體指的是金屬和氧元素的反應(yīng)氧化，氧元素與鐵元素發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，稱其為金屬氧化，是一種重要的化工單元過程，也和石墨腐 蝕損耗的主要因素。石墨材料的應(yīng)用石墨的一個(gè)主要用途是生產(chǎn)耐火材料，包括耐火磚、坩堝、連續(xù)鑄造粉、鑄模芯、鑄模、洗滌劑和耐高溫材料。

為了防止石墨高溫下氧化產(chǎn)生的腐蝕破壞，所以要找到一種材料給高溫材料穿上一層外衣，能有效保護(hù)石墨高溫不發(fā)生氧化 現(xiàn)象。要找到的這種石墨防氧化的外衣首先要耐高溫、致密性好，防腐性能佳，化能力強(qiáng)、硬度高等一些特性。記著在工業(yè)協(xié)會(huì)了解到，北京志盛威華化工有限 公司的ZS-1021耐高溫封閉涂料，可以完全能達(dá)到上述指標(biāo)石墨防氧化要求。封閉涂料耐溫高，采用北京志盛威華練制高溫溶液，耐溫可以達(dá)到1800℃，可以長時(shí)間耐火燒烤，材料采用納米陶瓷魚 鱗片狀結(jié)構(gòu)，在高溫下程融融燒結(jié)網(wǎng)絡(luò)玻璃相狀態(tài)，致密性好，在金屬表面氧化脫碳層，防止氣體和石墨接觸，硬度可以達(dá)到7-8H，有很好的抗沖擊性。ZS- 1021耐高溫封閉涂料涂層本身耐酸耐堿，高溫、常溫下無任何揮發(fā)物質(zhì)產(chǎn)生，無機(jī)水性環(huán)保，不和淬火介質(zhì)發(fā)生任何反應(yīng)，可以有效保護(hù)金屬高溫下發(fā)生化學(xué)反 應(yīng)，可以有效防止石墨金屬高溫氧化率達(dá)到95%以上。坩堝的型號規(guī)格較多，在應(yīng)用時(shí)不受生產(chǎn)規(guī)模、批量大小和熔煉物質(zhì)品種的限制，可任意選擇，適用性較強(qiáng)，并可保證被熔煉物質(zhì)的純度。ZS-1021耐高溫封閉化涂料防氧化效果明顯，能使原來普通熱軋板所產(chǎn)生的5%的氧化皮降到 0.5%左右，使不銹鋼熱軋板所產(chǎn)生的3%的氧化皮降到0.2%以下。