等靜壓石墨的特性（xìng）和應用（yòng）

等靜壓石墨的特性和（hé）應用
等靜壓石墨是上世紀 60 年代發展起來的一種新型炭石墨材料，具有耐高溫、耐腐蝕、高強度、電導率和熱導率良好、自潤滑性、熱膨脹係數低以及高溫狀態下仍保持良好的強度等性（xìng）能，被廣（guǎng）泛應用（yòng）於機（jī）械、化工、電子、航空航天和核工（gōng）業等高科技領域。

等靜壓石（shí）墨的特性

各向同性

炭石墨（mò）製品的成型方法 ,主要有（yǒu）三種 ,即: 熱擠壓成型 ,如生產煉鋼用石墨電極;模壓（yā）成型 (包括震動成型 )及用於鋁業（yè）炭素和電炭（tàn）製品;等靜壓成（chéng）型。

圖1：成型方（fāng）法與顆粒排（pái）列示意



盡管成型（xíng）的方法不同 ,但其成型的原理（lǐ）是（shì）相同的。垂直於壓力麵的方向與水平（píng）於壓力麵的方向（xiàng）性能不同 ,人們稱其為: “各向（xiàng）異性”。這種“各（gè）向異性”對煉鋼用石墨（mò）電極、電機用電（diàn）刷來說 ,是有益 ,是（shì）不（bú）可缺少（shǎo）的。他們需要這種特征。而（ér）另外許（xǔ）多使用的場（chǎng）合 ,卻不需要“各向異性” ,而需要“各（gè）向同性”。 於是出現了等靜壓石墨。

等靜壓成型改物料的單（dān）方向 (或雙（shuāng）方向 )受壓為多方向 (全方位 )受（shòu）壓（yā） ,炭素顆粒始終（zhōng）處（chù）於無序狀態(如圖 1, c)所示。 從（cóng）而使最終（zhōng）產品沒有或很少有性能（néng）上的（de）差異（yì）。方向上的（de）性能比不大於 1. 1。人（rén）們稱其（qí）為: “各向同性”。

體積密（mì）度的均一性

為製（zhì）造細結構 ,質地致密 ,組織（zhī）均勻的炭石墨（mò）材料 ,采用粉末壓製 (而非糊料 )是（shì）唯（wéi）一的方法。而用粉末壓製隻有采用模壓方法和等（děng）靜壓方法。在采用模壓（yā）成型時 ,無論是單麵壓製或雙麵壓製 ,受摩擦力 (炭質顆粒間和製品與模具間 )的影響（xiǎng） ,壓力（lì）的傳遞將逐漸降低 ,從而造成體積密度的不均勻。這種（zhǒng）差異 ,隨製品的高度增加而加（jiā）大（dà）。具體情況如圖 2所示。

圖（tú）2：壓製方法與體（tǐ）積（jī）密度示意（yì）



這種毛坯（pī）整（zhěng）體上的密度不均勻 ,不僅（jǐn）為以後工序—— 焙燒帶來隱患 ,亦將造成將毛坯加工成品部件時 ,帶來單個產品的性能差異 ,是十分有害的。采用等（děng）靜壓機成型時 ,產品各方位受力均勻 ,體積密度比較均一 ,且不受產品高度的限製。

等靜壓（yā）石墨的主要用途

直拉單晶矽熱場和多晶矽（guī）鑄錠爐用加熱（rè）器

直（zhí）拉單晶矽熱場中，等靜壓石墨部件有坩堝、加熱器（qì）、電（diàn）極、隔熱遮蔽（bì）板、籽晶夾持器、旋（xuán）轉坩堝用的（de）底座（zuò）、各種（zhǒng）圓板、熱反射板等約 30 種。其中，80%的等靜（jìng）壓石墨用於製造坩堝和加熱器等。

在太陽能電（diàn）池多晶矽片的製造過程中，首先要將多晶矽碎塊熔鑄成多晶矽方錠。其中（zhōng）鑄錠爐的加熱器需（xū）要用等靜壓石墨來製（zhì）作。

原子能工業

核裂變堆( 高溫氣冷堆)，石（shí）墨是中子的慢（màn）化劑和優良的反射（shè）劑。

核聚變（biàn）反應堆，導熱性好（hǎo）、機械強度高的石墨材料被用（yòng）做麵對等離子體的第一壁材料。

放電加工電極

主要以石墨或銅為電極的放電加工被廣泛用於金屬模具等加工領域。

有色金屬連鑄用石墨結晶器

由於等靜壓（yā）石墨材料在熱傳導（dǎo）、熱穩定、自潤滑、抗浸（jìn）潤及化學惰（duò）性等（děng）方（fāng）麵具有良好的性（xìng）能，使之成為製作結晶器不可替代的材料。

其他用途

等靜壓石墨還（hái）用（yòng）於製作金剛（gāng）石工具和（hé）硬（yìng）質合金的燒結模具，光纖拉絲機的熱場部件( 加熱器、保溫筒等) ，真空熱處理爐的熱場部件 ( 加熱器、承載框等) ，以及精密石墨熱交換器、機械密封部件、活塞環、軸承、火箭噴嘴等。

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