炭和石墨材料是以碳元素為主的非金屬固體材料,其中炭材料基本上是由非石墨質碳組成的材料,而石墨材料則基本上是由石墨質碳組成的材料。有時也把炭和石墨材料統稱為炭素材料。
石墨電極的性質,用途,分類:
石墨的物理性質:
石墨是碳的結晶礦物之一。顏色為黑色,晶體為六方板狀,一般呈薄片狀或鱗片狀,集合體呈土狀,為隱晶質體。質軟、硬度小,摩氏硬度為1-2,能污染紙張。比重2.1--2.3。常溫下石墨具有良好的化學穩定性,能耐酸、耐堿、耐有機溶劑的腐蝕,但高溫時易氧化。
石墨的用途:
由于石墨具有許多優良的性能,因而在冶金、機械、電氣、化工、紡織、國防等工業部門獲得廣泛應用。
1、耐火材料:
石墨的一個主要用途是生產耐火材料,包括耐火磚,坩堝,連續鑄造粉,鑄模芯,
鑄模洗滌劑和耐高溫材料.
2、增碳劑:
石墨和其它雜質材料用于煉鋼工業時可作為增碳劑。滲碳使用的碳質材料的范圍
很廣,包括人造石墨、石油焦、冶金焦炭和天然石墨。
3、導電材料:
石墨在電氣工業中廣泛用來作電極、電刷、碳棒、碳管、水銀整流器的正極、石墨墊圈、零件、電視機顯像管的涂層等等。
其中以石墨電極應用zui廣,在冶煉各 種合金鋼、鐵合金時,使用石墨電極,這時強大的電流通過電極導入電爐的熔煉區,產生電弧,使電能轉化為熱能,溫度升高到2000度左右,從而達到熔煉或反 應的目的。此外,在電解金屬鎂、鋁、鈉時,電解槽的陽極也用石墨電極。生產金剛砂的電阻爐也用石墨電極作爐頭導電材料。
4、耐磨和潤滑材料
石墨在機械工業中常作潤滑劑。潤滑油往往不能在高速、高溫、高壓的條件下使用,而石墨耐磨材料可以在-200---2000溫度并在很高的滑動速度下不用潤滑油工作。許多輸送腐蝕介質的設備,廣泛采用石墨材料制成活塞環、密封圈和軸承,它們運轉時,勿需加入潤滑油,石墨乳也是許多金屬加工(拔絲、拉管)時的良好的潤滑劑。
5、耐腐蝕材料:
石墨具有良好的化學穩定性。經過特殊加工的石墨,具有耐腐蝕、導熱性好、滲透率低等特點,而廣泛用于制作熱交換器、反應槽、凝縮器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過濾器、泵等設備。這些設備用于石油化工、濕法冶金、酸堿生產、合成纖維、造紙等工業部門,可節省大量的金屬材料。
6、鑄造、翻砂、壓模及高溫冶金材料:
石墨的膨脹系數小,而且能耐急冷急熱的變化,可作為玻璃器皿的鑄模,使用石墨后,黑色金屬得到的鑄件尺寸,表面光潔,成品率高,不經加工或稍作加工就可使用,因而節省了大量金屬。
7、防垢防銹材料:
石墨能防止鍋爐結垢,有關單位試驗表明,在水中加入一定量的石墨粉(每噸水大約用4-5g),能防止鍋爐表面結垢。此外石墨涂在金屬煙囪、屋頂、橋梁、管道上可以防腐和防銹。
石墨電極的的生產過程:以下參考日本豊橋技術科學大學論文
1.原料:關于石墨是以尖巖焦炭是電極的主要原料。有石油系、石炭系2種類。
原料的選択、質量上非常重要。購入的尖巖焦炭、依種類粉砕。用篩子
分類所定的粒度、配合容器保管之。
2.捏合:生產過程先以高溫的尖巖焦炭和黏合瀝青一定量混合。特別給予分散
攪拌,得到均一的糊狀。此場合使用焦炭的粒度配合和瀝青的比率、
質量上重要的一個KNOW-HOW。
3、押出成形:捏合后的原料冷卻到一定溫度后,送入成形機押出成形。
4、一次焼成:黏合瀝青的炭化工程。將生電極放入焼成爐、焼到約1000℃,形
成電極的炭素骨格。
瀝青浸透:為了量測焼成后電極的緻密化、在含浸槽將焼成電極含浸于瀝青。
緻密化的結果是改善電極強度?電気抵抗特性。
二次焼成:再一次將焼成爐升溫約700℃、含浸之后的瀝青已經被炭化。
検査:被加工之後的製品、進行外観検査?精度検査。全數自動検査機長度、
重量、特性値、計測等才允許出貨。
石墨電極是多孔性吸水產品,吸水性強,氣孔率大。其外觀密度約1.58~1.70 氣孔率約20~29%不等。
生產石墨電極,對密度的測量有下列幾種需求:
A、測體積密度法:公式:W1×ρ/(W2-W3)
B、測干密度法:公式:W1×ρ/(W1-W3)
C、測濕密度法:公式:W2×ρ/(W2-W3)
W1:樣品在空氣中干燥重量
W2:樣品飽和潤滑油后在空氣中重量
W3:樣品飽和潤滑油后在水中重量
ρ:水密度值
測量體積密度、濕密度所需的配備:
雄發真空抽取機ZKJ-01
專業電子比重計XF-200P/600P
測量干密度所需的配備:
可使用一般性的電子比重計XF-200A、XF-200E、XF-300S、XF-124S等。
匯集所有石墨電極依使用場所之不同,組成成分之不同所要求的的密度特性:
機械用碳刷:
組成 | 石墨含浸樹脂 | 石墨含巴氏合金 | 石墨 含浸銻 | 碳素 含浸樹脂 | 碳素 含浸樹脂 | 碳素 含浸銻 | 碳素 含浸銻 |
比重g/cm3 | 1.85 | 2.45 | 2.55 | 1.85 | 1.80 | 2.25 | 2.20 |
電機用碳刷:
材質 | 銅質金屬石墨 | 銅質金屬石墨 | 銅質金屬石墨 | 碳質電機石墨 | 銅質金 屬石墨 | 銅質金屬石墨 | 銅質金屬石墨 | 銅質金屬石墨 | 樹脂結合石墨 |
比重g/cm3 | 5.3 | 5.2 | 4.2 | 1.49 | 1.67 | 1.68 | 1.60 | 1.41 | 1.58 |
電子用碳刷:
組成 | 純石墨 | 等方性高純石墨 | 等方性純石墨 | 等方性高純石墨 | ||||
比重g/cm3 | 1.74 | 1.84 | 1.72 | 1.83 | 1.83 | 1.84 | 1.85 | 1.88 |
放電加工用碳刷:
材質 | R-8340 | R-8500 | R-8510 | HED-65 | R-8710 | G-HK2 |
比重g/cm3 | 1.72 | 1.77 | 1.83 | 1.85 | 1.88 | 1.82 |
幫浦用碳刷:
組成(射出成型) | 樹脂結合 | 碳素質 | 樹脂含浸 | 金屬含浸 |
比重g/cm3 | 1.72~1.78 | 1.70 | 1.85 | 2.45~2.25 |
連續制造用碳刷:
材質 | HG-43 | R-4550 | R-4340H | HG-347 | HG-348 |
比重g/cm3 | 1.72 | 1.83 | 1.74 | 1.85 | 1.92 |
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