核能用石墨材料

石墨是建造核反應(yīng)堆使用的減速材料和反射材料之一，早期的反應(yīng)堆都是石墨堆。作為結(jié)構(gòu)材料使用的核反應(yīng)堆用石墨在選用原料、工藝控制、成品檢驗上比石墨電極嚴格得多，也昂貴得多，核反應(yīng)堆用石墨必需具備下列性能：對慢中子的吸收量小、高溫強度好、抗熱震性高、對快中子的減速性能好、在輻照下尺寸穩(wěn)定、雜質(zhì)含量極少。

核石墨必需有較高的體積密度，因為石墨對快中子的減速作用是依靠快中子對碳原子的碰撞作用而實現(xiàn)的，單位體積內(nèi)碳原子越多，減速效果越好，所以體積密度是核石墨的主要指標之一，體積密度也與石墨的氣孔率和滲透率直接有關(guān)，為了避免核燃料及載熱體的損失，要將氣孔率及滲透率降低到 一定水平。

一、石墨的性質(zhì)

石墨是碳的結(jié)晶礦物之一。1565年作為一種礦物被發(fā)現(xiàn)，1779年確定它的成分是碳，1789年定名為“石墨”（希臘文為“寫”之意）。石墨的顏色為黑 色，晶體為六方板狀，但少見，一般呈薄片狀或鱗片狀，集合體呈土狀，為隱晶質(zhì)體。質(zhì)軟、硬度小，摩氏硬度為1-2,能污染紙張。比重2.1--2.3。具 有一組極完全解理。

常溫下石墨具有良好的化學穩(wěn)定性，能耐酸、耐堿、耐有機溶劑的腐蝕，但高溫時易氧化。

二、石墨的用途

由于石墨具有許多優(yōu)良的性能，因而在冶金、機械、電氣、化工、紡織、國防等工業(yè)部門獲得廣泛應(yīng)用。

1做耐火材料

石墨的一個主要用途是生產(chǎn)耐火材料，包括耐火磚，坩堝，連續(xù)鑄造粉，鑄模芯，鑄模洗滌劑和耐高溫材料.

坩堝及有關(guān)制品用石墨制造的成型和耐火的坩堝及其有關(guān)制品，例如坩堝、曲頸瓶、塞頭和噴嘴等，具有高耐火性，低的熱膨脹性，熔煉金屬過程中，受到金屬浸潤 和沖刷時亦穩(wěn)定，高溫下良好的熱震穩(wěn)定性和優(yōu)良的熱傳導性，所以石墨坩堝及其有關(guān)制品被廣泛用于直接熔融金屬的工藝中.

2煉鋼

石墨和其他雜質(zhì)材料用于煉鋼工業(yè)時可作為增碳劑。滲碳使用的碳質(zhì)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。在世界范圍內(nèi)煉鋼增碳劑用石墨仍是土狀石墨的主要用途之一。

3作導電材料

石墨在電氣工業(yè)中廣泛用來作電極、電刷、碳棒、碳管、整流器的正極、石墨墊圈、電話零件、電視機顯像管的涂層等等。其中以石墨電極應(yīng)用***，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(qū)，產(chǎn)生電弧，使電能轉(zhuǎn)化為熱能，溫度升高到2000度左右，從而達到熔煉或反 應(yīng)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(chǎn)金剛砂的電阻爐也用石墨電極作爐頭導電材料。