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人造石墨制品的獨特理化性能
碳素制品包括以天然石墨質、碳質及人造石墨質三類產(chǎn)品,在冶金、機電和化工等行業(yè)被廣泛應用,其中人造石墨制品,由于具備如下的獨特理化性能,而有各種各樣的用途。
1、導熱和耐熱
人造石墨在惰性氣體具有化學穩(wěn)定性,而且溫度越高強度越大,其幾何尺寸穩(wěn)定,耐熱沖擊性好,熱導率在常溫附近特別大,為鋼的3-4倍。它廣泛作為化學裝置用的各種熱交換器、核反應堆的減速材料和套管等結構材料,還有高溫氣冷式反應堆,宇宙工程和磁流體發(fā)電等。
2、和電阻
人造石墨的電阻可在相當寬的范圍內(nèi)變化,即可作為導電材料,又可作為電阻材料使用。例如,電弧爐用電極、電解用陽極和觸點等,用作電阻材料的有電爐用發(fā)熱體、電壓控制用電阻片和固定電阻器等。
人造石墨材料中按其所用主體原材料又可分為炭黑為絕熱材料
人造石墨是含量(即含碳量)的石墨,其雜質含量僅0.05%甚至10mg/kg以下;即所謂高純石墨,可以作為核反應堆的減速材料和反射材料,還有精煉高純度金屬的石墨舟皿與坩堝,制造半導體用加熱器和模具,又可作為光譜分析用電極材料等。人造石墨材料中按其所用主體原材料又可分為炭黑基、焦炭基和天然石墨基三類,但是在炭黑基的原材料中也要配入少量焦炭,此外在碳素制品生產(chǎn)用高溫爐中亦采用炭黑為絕熱材料。因此可以說炭黑是碳素制品工業(yè),特別是人造石墨制品的一種重要原材料,然而其用量和橡膠、塑料、涂料等工業(yè)比相對較少,且無公開統(tǒng)計數(shù)字,但僅從國內(nèi)一家大型碳素廠每年要用數(shù)以百噸計的炭黑來看,仍是炭黑行業(yè)值得重視的一個市場。
附聚體大小對電阻率的影響
附聚體大小對電阻率的影響,可以從混煉時間對電阻率的影響間接觀察到,因為混煉時間越長,附聚體的數(shù)量將增多,而大小將減少。
配有炭黑的配合料,通常是在低于聚合物軟化點的溫度下使用的,當溫度上升時,配有炭黑的配合料的電阻率會上升,這種現(xiàn)象被稱為此配合料具有正溫系數(shù)(PTC),這是因為多數(shù)聚合物的熱膨脹系數(shù)較炭黑為大,溫度上升時,炭黑聚集體接觸點間的間隙趨于增大。這種現(xiàn)象可應用于開關電路中,使電路因溫度變化而開或關,或用以限制電路中功率大小。在這種應用中有兩點很關鍵,一是并用幾種炭黑比單用一種炭黑在溫度變化時,電阻率的變化更敏銳。另一點是配合料的電阻率在經(jīng)歷多次溫度高低的周期性變化會發(fā)生變化,選用適當?shù)奶亢谄贩N、配合量和分散度可以降低這種溫度滯后性。