特种石墨按主要用途分类

特种石墨按主要用途分类

电火花加工用特种石墨
电火花加工是机械制造工业中的一种新型加工工艺，电火花加工可以对许多硬度较大的金属进行加工，并可加工形状复杂、精度要求较高的零部件，作为阳极的工具电极可以使用铜质材料，也可使用石墨材料。用作电火花加工的工具电极的石墨材料必须具备下列条件： [1]
（1）结构致密、组织均匀，不应当有粗颗粒料和大的气孔；
　　（2）有较高的机械强度，又有良好的加工性能，能加工出复杂的形状或锐角、薄片状；
　　（3）石墨质工具电极，在电火花加工过程中有一定损耗，这种损耗应尽可能低；
　　（4）放电特性稳定，加工速度较快。因此电火花加工用石墨一般都采用细颗粒结构石墨或特细颗粒结构石墨，在物理性能上最好是各向同性。所以当前中国电火花加工石墨材料市场上用得较多的是细颗粒结构的各向同性石墨。
　　2005年国内需要电火花加工石墨估计为4000T，其中使用高档石墨约占25%，使用中低档石墨约占75%。今后可能以10%的年增涨幅度上升。使用进口高档石墨（主要是等静压成型的各向同性石墨）约占全部用量10%。国外电火花加工用各向同性石墨的品种较多，可分别用于粗加工、半精加工、精加工、精细加工、超精细加工和精密加工（线切割等模具的加工）。
模具石墨
机械工业中的铸造行业大量使用石墨材料作为加压铸造、离心铸造、超硬合金的热挤压等加工的模具，大到火车车轮，小到精密零件都可以使用石墨模具。石墨模具可多次重复使用，脱模后的铸件具有较高的光洁度，有的无需进一步加工即可使用。用作铸造模具的石墨材料应该是质地致密、热膨胀系数较低、抗氧化性能较好的石墨，用于铸造尺寸较大的铸件的石墨可以用较粗的粒度组成，而用于铸造小型精密零件的石墨必须使用细颗粒结构的石墨。中国用于制造模具的石墨数量较大，2005 年连续铸造用石墨约1500t、烧结模用石墨估计需要4000t。表4为吉炭集团上海炭素厂生产的细颗粒结构石墨的规格和技术性能。
　　在模具石墨中以金属连续铸造石墨的质量要求最严，要求其热导率高，热稳定性和耐热冲击性好，润滑性好，不与熔融金属浸润，不与铸造金属反应，容易加工成尺寸精确的模具。连续铸造石墨的特性一般如下：体积密度1.7-1.9g/cm，抗折强度30-40MPa，抗拉强度20-30MPa，热导率100 < 130 W/(m · K)。
　　纵形角板为 1260 mm X 200 mm X 280 mm ;横形板材为1000 mm X 70 mm X 240 mm ;铸造 速度根据铸板的尺寸不同而异，取值范围为0. 7 ~4 m/min。冷模压细颗粒结构石墨或等静压成型的细 颗粒结构石墨都可以加工成金属连续铸造用石墨件。
高纯石墨
高纯石墨一般指含碳量在99. 99%以上的石 墨，在组织结构上可分为粗颗粒结构、细颗粒结构 和超细颗粒结构三类，高纯石墨大量用于直拉单晶 硅炉中。集成电路的基础材料主要是硅单晶芯片， 当前硅单晶的成长工艺主要采用直拉（CZ)法，其他 方法还有磁场直拉法（MCZ)、区域（FZ)法以及双坩埚拉晶法，全球电子工业用直拉单晶硅约占单晶硅 总用量的80% ,直拉单晶硅炉中的石墨件是消耗品，采用高纯石墨材料加工成直拉单晶硅炉的加热系统。2005年中国需要直拉硅单晶炉用 石墨约800 t。 [1]
高纯石墨另一重要用途是加工成各类坩埚，用 于生产贵金属、稀有金属或高纯金属、非金属材料。光 谱分析用石墨电极也是一种高纯石墨，可用于除碳素以外的所有元素的光谱化学分析,光谱分析用石墨 电极用挤压方法成型。成品的杂质元素含量应不大于6*10在光谱分析中制备标准样品和用化学方法捕集杂质时需用光谱纯炭粉或光谱纯石墨粉，这两种 高纯材料对杂质含量的要求都是在6 *10；在某些 用途方面，需要含碳量达到99.9995%,总灰分含量 小于5 *10。高纯石墨的成型方法有挤压成型、模压 成型及等静压成型三种。表9为中国生产的高纯石 墨产品理化性能指标举例，表10为中国光谱分析 用高纯石墨电极产品理化性能举例。

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