石墨类型有哪些?石墨材料终极清单请查收
石墨的构成非常复杂,并非单一形态,各种形态的石墨特性差异很大,这直接决定了它们是否适合在严苛条件下使用。
无定形石墨的特性
无定形石墨的结晶程度在天然石墨里是最差的,样子是颗粒状的,而且很细小,但这并不影响它的工业用途。这种石墨在马达加斯加等地的变质岩里能找到,因为它润滑和导电的性能都很好,经常被用来做铅笔芯和某些电池的负极材料。它的价格比较便宜,所以在对纯度要求不高的行业里很受欢迎。
这种石墨的加工特性很优越,能够通过简单的破碎和分选,得到不同粒度的粉末,可以用于铸造行业,经常被当作涂料或者脱模剂,用来让铸件从模子里顺利取出来,虽然它的性能比不上结晶度高石墨,但是因为价格便宜,所以在基础工业中有着可靠的用途。
挤压石墨的工业应用

用特定方法压制石墨,可以得到密度和强度都恰到好处的材料,这种材料很适宜用来打造能够承受高温高压的铸造工具。比如,在铸造汽车发动机气缸时,借助这种工具能够保证铸件的形状准确,表面平滑。这种工具的内部构造分布均匀,能够有效缓解热胀冷缩带来的影响,因此能够让工具的使用时间更长。
挤压石墨的热传导能力很强,除了模具,它还是热压烧结工艺中不可或缺的零件。在粉末冶金方面,这种材料能迅速且平均地把热能输送给金属粉末,帮助材料更加致密,进而制造出性能优异、精度高的零件。这种性能的稳定性对于大批量生产来说非常重要。
模制石墨的卓越性能
模制石墨一般使用沥青焦炭和煤焦油作为基础材料,通过混合、压制成型以及高温下的石墨化工艺,最终制成结实、密度大且构造均匀的成品。这种可以精确控制的制造流程,使得材料具有很高的重复性,能够满足精密工业的要求。它的颗粒构造保证了材料在各个方向上特性相同,表现稳定。
模制石墨因为热性能稳定而且容易导电,所以常被用来制作电弧炉的电极材料。这种电极在炼钢时,要承受高达三千度的温度,但石墨材料不会因此熔化。不仅如此,模制石墨还能在核反应堆里充当减速剂,帮助控制核裂变时产生的巨大热量。
等静压石墨的制造优势
等静压工艺在各个方向施加均匀的高压,能够制造出密度极高且分布均匀的石墨材料。这种材料在各个方向上特性一致,不会出现性能上的差别,因此对于精密加工和半导体制造领域来说非常重要。它具备良好的导电能力,可以保证电流稳定地输送。
这种石墨材料在单晶硅生产设备里作用非常重要,既可以当作热源,也能用来维持温度稳定,它的温度分布均匀,对硅晶体优质生长很关键,2023年,全世界对等静压石墨的需求不断上升,特别是在太阳能电池板和芯片制造行业,促进了相关加工工艺持续改进。
石墨粉的广泛用途
石墨粉末是历史悠久的固体润滑材料,长期用于门锁、转轴等运动机械零件。这种物质结构呈层状,层与层之间容易错动,因此能够显著降低摩擦和损耗。即便在温度高或空气稀薄的环境里,它依然可以起到润滑效果,这一点是很多油类润滑剂难以做到的。
超细石墨粉,尺寸在十到一百纳米之间,属于新能源产业,因其表面积很大,是锂离子电池负极材料的重要构成部分。这种材料能够容纳大量的锂离子进行充放电,决定了电池的容量和充电效率。世界各地的电池生产公司,对这种高纯度的石墨粉需求一直很大。
特种石墨的未来前景
高纯石墨,包括合成石墨,因为纯度极高且能抵抗辐射,是第四代核反应堆的关键材料之一。这种材料可以用来构建能够承受严酷环境的部件,也可以充当减速剂来调节反应速度。全球对核能的重视,为这种材料的发展创造了良好的条件。
航天航空工业中,石墨质复合材料正积极进行研发,主要应用于飞行器的热控制体系。这类材料能够有效防御飞行器核心区域遭受空气动力加热的破坏。随着深空探索活动的持续开展以及高温工业领域的不断拓展,对性能更优异的特种石墨材料的需求将会持续增长。
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