石墨粉质软,黑灰色;有油腻感,可污染纸张。硬度为1~2,沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至3~5。比重为~。在隔绝氧气条件下,其熔点在3000℃以上,是*耐温的矿物之一。常温下石墨粉的化学性质比较稳定,不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂;材料具有耐高温导电性能,可做耐火材料,导电材料,耐磨润滑材料。
中文名称
石墨粉
英文名
Graphite powder
别称
石墨粉
沸点
4250℃
密度
~
应用
增碳剂 冶炼
硬度
1~2
比重
~
熔点在
3850±50℃
结构
耐高温型、导电、导热性
石墨具有良好的化学稳定性。经过特殊加工的石墨,具有耐腐蚀、导热性好,渗透率低等特点,就大量用于制作热交换器,反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵设备。广泛应用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门,可节省大量的金属材料。
作铸造、翻砂、压模及高温冶金材料: 由于石墨的热膨胀系数小,而且能耐急冷急热的变化,可作为玻璃器的铸模,使用石墨后黑色金属得到铸件尺寸*,表面光洁成品率高,不经加工或稍作加工就可使用,因而节省了大量金属。生产硬质合金等粉末冶金工艺,通常用石墨材料制成压模和烧结用的瓷舟。单晶硅的晶体生长坩埚,区域精炼容器,支架夹具,感应加热器等都是用高纯石墨加工而成的。此外石墨还可作真空冶炼的石墨隔热板和底座,高温电阻炉炉管,棒、板、格棚等元件。
石墨还能防止锅炉结垢,有关单位试验表明,在水中加入一定量的石墨粉(每吨水大约用4~5 克)能防止锅炉表面结垢。此外石墨涂在金属烟囱、屋顶、桥梁、管道上可以防腐防锈。
石墨可作铅笔芯、颜料、抛光剂。石墨经过特殊加工以后,可以制作各种特殊材料用于有关工业部门。
此外,石墨还是轻工业中玻璃和造纸的磨光剂和防锈剂,是制造铅笔、墨汁、黑漆、油墨和人造金刚石、钻石的原料。它是一种很好的节能环保材料,美国已用它做为汽车电池。随着现代技术和工业的发展,石墨的应用领域还在不断拓宽,已成为高科技领域中新型复合材料的重要原料,在国民经济中具有重要的作用。
国防
用于原子能工业和国防工业: 石墨具有良好的中子减速剂用于原子反应堆中,铀一石墨反应堆是应用较多的一种原子反应堆。作为动力用的原子能反应堆中的减速材料应当具有高熔点,稳定,耐腐蚀的性能,石墨可以满足上述要求。作为原子反应堆用的石墨纯度要求很高,杂质含量不应超过几十个PPM 。特别是其中硼含量应少于 。在国防工业中还用石墨制造固体燃料火箭的喷嘴,的鼻锥,宇宙航行设备的零件,隔热材料和防射线材料。
导电原理
一般橡胶是绝缘的,如果需要导电那么就需要添加导电物质,石墨粉具有优越的导电性和润滑脱模性。把石墨加工成石墨粉,具有优良的润滑,导电性能,石墨粉的纯度越高,导电性能越好。很多特种橡胶制品厂需要导电橡胶,那么用石墨粉添加到橡胶里面可以导电吗?答案是可以的,但是也有一个问题,石墨粉在橡胶中的比例是多少呢?有的企业用的比例是不超过30%,这类的是在耐磨橡胶产品上面的,像汽车轮胎等等,也有特种橡胶厂的比例是,这样的才会导电,导电的基本原则是导电体不能中断,就像一根电线,如果中间断了那么也就不会通电了,导电橡胶里面的导电石墨粉就是导体,如果石墨粉被绝缘的橡胶隔断了,那么也就不导电了,所以石墨粉比例少了导电的效果恐怕也不好。
热传导
石墨的热传导(heat conduction of graphite)
石墨体内存在温度梯度时,热量从高温处向低温处的流动。表征石墨导热能力的参数是热导率。热导率入是单位时间内、单位面积上通过的热量q(热流密度)与温度梯度grad T之间的比例系数。
q=–λgrad T
(1)式中负号表示热流方向与温度梯度方向相反。式(1)常称为热传导的傅里叶定律。假如垂直于x轴方向的截面积为ΔS,材料沿x轴方向温度梯度为dT/dx,在Δτ时间内,沿x轴正方向流过ΔS截面的热量为ΔQ,在稳定传热状态下,式(1)具有如下的形式:
(2)热导率的法定单位是W·m·K。对于不稳定传热过程,即物体内各处温度随时间而变化。与外界无热交换,本身存在温度梯度的物体,随着时间的推移,温度梯度会趋于零,即热端温度不断降低和冷端温度不断升高,*终达到一致的平衡温度。在这种不稳定传热过程中,物体内单位面积上温度随时问的变化率为:
(3)式中τ为时间,ρ为密度,cp为质量定压热容。λ/ρcp常称为石墨的热扩散率或导温系数,常用单位为cm/s。
热传导是通过导热载体的运动来实现的。石墨的导热载体有电子、声子(晶格振动波)、光子等。石墨的热导率可表示为各种导热载体的贡献的迭加:
(4)式中vi、li、ci分别为导热载体i的运动速度、平均自由程和单位体积的比热容。石墨的各种导热载体之间又相互作用、相互制约。例如不同频率的声子之间互相碰撞、产生散射,声子与晶界、点阵缺陷和杂质之间也产生散射,影响其平均自由程。因此,石墨的热传导是一个极为复杂的物理过程。理论上准确预测各种石墨的热导率数值及其随温度的变化,虽然有过长期的艰苦工作,但仅取得了有限的成绩。粗略地说,在常温和不太高的温度下(小于2000K),声子热导率占压倒优势,电子及光子的热导可以忽略不计。在极低温度下(小于10K)电子热导才占有一定的分量。光子热导要在很高的温度下(2000K以上)才开始出现。石墨的热导率随其电导率的增大而升高(见威德曼·弗朗兹定律
所有评论仅代表网友意见,与本站立场无关。