金剛石石墨模具中石墨材料的應(yīng)用

所謂石墨就是以其良好的物理和化學(xué)性能成為金剛石工具制造中，金剛石石墨模具制作理想材料，石墨金剛石石墨模具所使用的優(yōu)勢：

1、具備優(yōu)良的導(dǎo)熱性能和導(dǎo)電性能；

2、線膨脹系數(shù)比較低，導(dǎo)熱性能穩(wěn)定同時(shí)抗熱沖擊性能強(qiáng)；

3、耐腐蝕和多數(shù)的金屬不容易發(fā)生反應(yīng)；

4、在高溫下，強(qiáng)度會隨著溫度的升高而不斷升高；

5、具備很好的潤滑和抗磨性能；

6、便于加工，機(jī)械功能強(qiáng)，可以制作成各種的形狀復(fù)雜，精度較為高的熱壓模。

隨著資源的逐漸匱乏和能源危機(jī)的凸顯,人們越來越重視資源的利用及其在能源領(lǐng)域中的開發(fā)應(yīng)用研究。主要用途：石墨在工業(yè)上用途很廣，用于制作冶煉上的高溫坩堝、機(jī)械工業(yè)的潤滑劑、制作電極和鉛筆芯。石墨是一種重要的非金屬礦物資源,由于其優(yōu)良的特性且在自然界中儲量豐富,故石墨在電化學(xué)方面廣泛應(yīng)用,常被用作電極材料。然而在電解質(zhì)中,即使耐腐蝕性強(qiáng)的石墨也會被腐蝕,嚴(yán)重影響電極的使用壽命;在電池中還使得電池放電時(shí)極不穩(wěn)定。

實(shí)驗(yàn)分別對-45μm、-20μm以及-10μm超細(xì)鱗片石墨進(jìn)行了酸化插層實(shí)驗(yàn)研究,對酸化工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化,使三種粒級的超細(xì)鱗片石墨的膨脹倍數(shù)分別達(dá)到33.6ml/g、19.3ml/g和8.5ml/g。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示石墨鱗片粒徑越小插層效果也越差。本研究來源于新型電池用天然石墨材料的制備技術(shù)研究的課題(國家科技支撐計(jì)劃資助,通過實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn),首先采用堿熔法對隱晶質(zhì)石墨進(jìn)行提純工藝研究,使其含碳量由79。根據(jù)目前的資料顯示,粒度小于45μm的超細(xì)鱗片石墨制備可膨脹石墨的研究報(bào)導(dǎo)很少。本研究結(jié)果為拓寬超細(xì)石墨的插層研究提供有用的價(jià)值。 實(shí)驗(yàn)研究了采用Hummers法制備氧化石墨的工藝條件,并以XRD分析表征氧化石墨的氧化程度。

石墨和石墨制品擁有許多的優(yōu)良性能

石墨和石墨制品擁有許多的優(yōu)良性能，石墨制品經(jīng)過加熱后能釋放遠(yuǎn)紅外線；具有很好的吸附性；具有很好的導(dǎo)熱性；具有化學(xué)穩(wěn)定性和抗侵蝕能力；具有強(qiáng)大的防氧化作用及還原作用。石墨是在高溫下形成，其工藝特性主要決定于它的結(jié)晶形態(tài)，結(jié)晶形態(tài)不同的石墨礦物，具有不同的工業(yè)價(jià)值和用途。在很多情況下，進(jìn)行抗壓試驗(yàn)和抗彎試驗(yàn)的條件接近于模具的實(shí)際工作條件（例如，所測得的模具鋼的抗壓屈服強(qiáng)度與沖頭工作時(shí)所表現(xiàn)出來的變形抗力較為吻合）。

石墨在工業(yè)上運(yùn)用極廣，幾乎每個(gè)行業(yè)都會用到石墨制品。石墨的導(dǎo)電性比一般非金屬礦高一百倍。機(jī)械工業(yè)中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，小到精密零部件都可以使用石墨模具。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。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，不會產(chǎn)生裂紋。

石墨是碳質(zhì)元素結(jié)晶礦物

石墨是碳質(zhì)元素結(jié)晶礦物，它的結(jié)晶格架為六邊形層狀結(jié)構(gòu)，石墨具有導(dǎo)電性，與金剛石、碳60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)，它們互為同素異形體，石墨在工業(yè)上運(yùn)用極廣，用于制作冶煉上的高溫坩堝、機(jī)械工業(yè)的潤滑劑、制作電極和鉛筆芯，石墨廣泛用于冶金工業(yè)的耐火材料與涂料、軍事工業(yè)火工材料安定劑、輕工業(yè)的鉛筆芯、電氣工業(yè)的碳刷、電池工業(yè)的電極、化肥工業(yè)催化劑等，鱗片石墨經(jīng)過深加工，又可生產(chǎn)出石墨乳、石墨密封材料與復(fù)合材料、石墨制品、石墨減磨添加劑等高新技術(shù)產(chǎn)品，成為各個(gè)工業(yè)部門的重要非金屬礦物原料。相同體積下石墨產(chǎn)品的價(jià)格比銅低百分之三十到六十，價(jià)格比較穩(wěn)定，短期價(jià)格波動相對來講比較小。

石墨與金剛石、碳60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)，石墨及其制品具有耐高溫、高強(qiáng)度的性質(zhì)，它們互為同素異形體，石墨的溶點(diǎn)也很高，化學(xué)性質(zhì)也穩(wěn)定，石墨是在高溫下形成，分布廣是石墨的變質(zhì)礦床，系由富含有機(jī)質(zhì)或碳質(zhì)的沉積巖經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用而成，石墨質(zhì)軟，黑灰色；有油膩感，可污染紙張，石墨與金剛石、碳60、碳納米管、石墨烯等都是碳元素的單質(zhì)，它們互為同素異形體。近年來，耐火材料工業(yè)中兩個(gè)重要的變化是鎂碳磚在煉鋼爐內(nèi)襯中被廣泛應(yīng)用，以及鋁碳磚在連續(xù)鑄造中的應(yīng)用。

石墨的工藝特性主要決定于它的結(jié)晶形態(tài)，石墨在工業(yè)上運(yùn)用極廣，幾乎每個(gè)行業(yè)都會用到，石墨的韌性好，可碾成很薄的薄片，石墨工業(yè)上多用的是人造石墨，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，石墨潤滑性能越好，也就是特種石墨，石墨的熔點(diǎn)為3850±50℃，沸點(diǎn)為4250℃，石墨即使經(jīng)超高溫電弧灼燒，重量的損失很小，熱膨脹系數(shù)也很小。坩堝在熔煉不同金屬或合金時(shí)熔化量計(jì)算，可以坩堝的容重規(guī)格號，乘上相應(yīng)金屬和合金系數(shù)。