机械工程材料:碳和石墨材料

作者：bearingpower        发表时间：2010-12-12

机械工程材料:碳和石墨材料关键字：碳 石墨 碳元素有3种异构体?一种是无定形碳?如木炭?焦炭?炭黑等?另两种是结晶形碳?即石墨和金刚石。无定形碳经高温处理可转化为石墨。石墨在催化剂作用和高压?高温条件下又可转化为金刚石。这也是人造石墨和人造金刚石的生产方法。 碳元素的3种异构体?其原子的空间排列各不相同。石墨属六方晶系?各层面由六角形环构成?层面与层面平行?呈有序的重叠晶体结构?金刚石属立方晶系的四面体结构?而无定形碳虽有微晶?但没有像石墨那样的有序排列。 分类 在机械工程中经常?用的碳和石墨?按组织结构可分为碳质材料和石墨材料。碳质材料是以石油焦?沥青焦为原料。煤沥青为黏结剂?经过混捏?压?成形?加热碳化而成。石墨按来源可分为天然石墨?人造石墨(包括特种石墨)两种。天然石墨还有鳞状和土状两种形态。人造石墨是由碳质材料再经2500℃以上高温石墨化处理而成。特种石墨是用一般石墨经热压加工处理?或?用其他有机原料和特殊工艺而获得。例如以热固性树脂经特殊热处理而成的玻璃碳?以碳氢化合物在高温下分解?沉积而成的热解石墨?以鳞状天然石墨经过酸处理?然后在高温下高度膨胀而成的柔性石墨?以及以合成纤维?成的碳纤维和石墨纤维等。 特点和用途 金刚石坚硬耐磨?常用作磨料?切削工具和勘探钻头。碳质材料和石墨材料因具有各种不同的优良性能?已在机械?电机?冶金?化工?电子?航空?航天?火箭?原子能等技术领域中广泛应用。一般人造石墨导电性好?耐热?可用於?造电弧炉和电火花加工模具的电极?因润滑耐磨?可用於?造密封圈?刮片?高温轴承。以热固性树脂浸渗而成的不透性石墨?因耐化学腐蚀性优良?导热性好?可用於化工设备中的换热器?管道和配件。柔性石墨富於弹性?可用於?造高温密封圈?填料?垫片。碳纤维?石墨纤维的强度很高?可用作以树脂?金属?陶瓷?碳等为基体的复合材料的增强材料。多孔石墨能耐高温?耐腐蚀气体和液体的侵蚀?可用作高温隔热材料和过滤材料。不含硼和稀土元素的高纯度核石墨因不吸收中子?能使中子减速而用於原子反应堆中。热解石墨由於导热异向比大?可用作火箭喷嘴的喉衬?核燃料涂层?因定向度高可用於大功率发射管的栅极。人造石墨还可用作铜?铝的压铸模和电子元件烧结模?碳砖?碳块可用作炼铁高炉?铁合金大电炉的炉衬?用玻璃碳可?作旋转密封的辅助面和激光技术中的电极等。至於天然石墨?因杂质含量大?一般只用於?造冶炼用坩砂型涂料?或作为原料?经过精用於液体润滑剂和柔性石墨等。