石墨轉(zhuǎn)子的生產(chǎn)技術(shù)特點及用途
主要用途:
1.作為導(dǎo)電材料,各種合金鋼通過電弧爐或礦熱爐熔煉,
鐵合金生產(chǎn)電石(碳化鈣)和黃磷時,通過碳素電極(或連續(xù)自焙電極-電極糊)或石墨化電極向電爐熔化區(qū)通入強(qiáng)電流,產(chǎn)生電弧,使電能轉(zhuǎn)化為熱能,溫度上升到2000攝氏度左右,滿足冶煉或反應(yīng)的要求。鎂、鋁和鈉通常通過熔鹽電解來制備。此時,石墨化電極或連續(xù)自焙電極(陽極糊,有時是預(yù)焙陽極)被用作電解池的陽極導(dǎo)電材料。熔鹽電解的溫度通常為
低于1000攝氏度。通常,石墨化陽極被用作生產(chǎn)苛性鈉(氫氧化鈉)和氯的鹽溶液電解槽的陽極導(dǎo)電材料。石墨電極也用作生產(chǎn)碳化硅的電阻爐的爐頭導(dǎo)電材料。除上述應(yīng)用外,碳和石墨制品在電機(jī)制造工業(yè)中廣泛用作導(dǎo)電材料,如滑環(huán)和電刷,此外,它們還用作干電池中的碳棒、探照燈或產(chǎn)生弧光的電弧碳棒、汞整流器中的陽極等。
第二,作為耐火材料,由于碳和石墨制品能耐高溫,具有良好的高溫強(qiáng)度和耐腐蝕性,所以許多冶金爐內(nèi)襯都可以用碳塊砌筑,如煉鐵爐的爐底、爐缸和爐腹,鐵合金爐和電石爐的內(nèi)襯,鋁電解槽的底部和側(cè)部。許多用于熔煉貴金屬和稀有金屬的坩堝以及用于熔化應(yīng)時玻璃的石墨化坩堝也由石墨化坯料制成。用作耐火材料的碳和石墨制品不應(yīng)在氧化氣氛中使用。因為,這意味著碳或石墨在氧化氣氛的高溫下被迅速燒蝕。
3.浸漬有機(jī)樹脂或無機(jī)樹脂的石墨化電極作為一種耐腐蝕的結(jié)構(gòu)材料,具有耐腐蝕性好、導(dǎo)熱性好、滲透率低的特點。這種浸漬石墨也被稱為不滲透石墨。廣泛用于制造各種換熱器、反應(yīng)罐、冷凝器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過濾器、泵等。
設(shè)備,廣泛應(yīng)用于石油煉制、石油化工、濕法冶金、酸堿生產(chǎn)、合成纖維、造紙等工業(yè)部門,可節(jié)約大量不銹鋼等金屬材料。不滲透石墨生產(chǎn)已成為炭素工業(yè)的一個重要分支。
4.用作耐磨和潤滑材料的碳和石墨材料不僅化學(xué)穩(wěn)定性高,而且具有良好的潤滑性能。在高速、高溫、高壓的條件下,用潤滑油往往無法提高滑動部件的耐磨性。石墨耐磨材料可以在-200至2000攝氏度的腐蝕性介質(zhì)中,在沒有潤滑油的情況下,以很高的滑動速度(可達(dá)100米/秒)工作。因此,在許多輸送腐蝕性介質(zhì)的壓縮機(jī)和泵中,廣泛使用石墨制成的活塞環(huán)、密封圈和軸承。他們跑步時不需要潤滑劑。這種耐磨材料由普通的碳或石墨材料浸漬有機(jī)樹脂或液態(tài)金屬材料制成。石墨乳液也是許多金屬加工(拉絲、拔管等)的良好潤滑劑。).
5.用于生產(chǎn)高溫冶金和超純材料的結(jié)構(gòu)材料,如晶體生長坩堝、區(qū)域精煉容器、支架、夾具、感應(yīng)加熱器等。用于生產(chǎn)單晶硅的,都是用高純度的石墨材料。真空冶煉中使用的石墨保溫板和底座,高溫電阻爐的管、棒、板、柵等部件也是用石墨材料制成的。
6.用作模具和壓模的碳和石墨材料熱膨脹系數(shù)低,耐急冷急熱性能好,因此可用作玻璃器皿、黑色金屬、有色金屬或稀有金屬的模具。用石墨模具制作的鑄件,尺寸準(zhǔn)確,表面光滑,不經(jīng)加工或稍加加工即可直接使用,節(jié)省了大量金屬。在生產(chǎn)硬質(zhì)合金(如碳化鎢)的粉末冶金工藝中,通常用石墨材料加工舟皿進(jìn)行壓制和燒結(jié)。
七、石墨在原子能工業(yè)和軍事工業(yè)中的用途,由于其良好的中子減速性能,最早被用作原子反應(yīng)堆中的減速材料。石墨反應(yīng)堆是目前最流行的原子反應(yīng)堆之一。原子反應(yīng)堆中使用的石墨材料必須具有極高的純度。一些經(jīng)過特殊處理的石墨(如表面浸漬耐高溫材料的石墨)、重結(jié)晶石墨和熱解石墨在極高的溫度下具有良好的穩(wěn)定性和較高的強(qiáng)度重量比。因此,它們可用于制造固體燃料火箭的噴嘴、導(dǎo)彈的頭錐和航空航天設(shè)備的零件
石墨制品在技術(shù)上有很多應(yīng)用領(lǐng)域,石墨制品的技術(shù)特點如下:
1.耐高溫:石墨制品是目前已知最耐高溫的材料之一。其熔點為3850℃±50℃,沸點為4250℃。在7000℃的超高溫電弧下10S,石墨的損失最小,石墨的損失為0.8%(重量)。可見石墨的耐高溫性是突出的。
2.導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性:石墨具有良好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。與普通材料相比,它導(dǎo)熱。
電導(dǎo)率相當(dāng)高。比不銹鋼高4倍,比碳鋼高2倍,比一般非金屬高100倍。
3.特殊抗熱震性:石墨轉(zhuǎn)子具有良好的抗熱震性,即在溫度突變時,熱膨脹系數(shù)小,因此具有良好的熱穩(wěn)定性,在溫度快速變化時也不會開裂。
4.化學(xué)穩(wěn)定性:石墨在室溫下具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,能耐酸、堿和有機(jī)溶劑腐蝕。
5.潤滑性:石墨的潤滑性與二硫化鉬相似,摩擦系數(shù)小于0.1。它的潤滑性隨鱗片大小而變化。鱗片越大,摩擦系數(shù)越小,潤滑性越好。