美國(guó)步高POCO石墨EDM-2石墨爐床板

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(yàn)上比石墨電極嚴(yán)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(duì)慢中子的吸收量小、高溫強(qiáng)度好、抗熱震性高、對(duì)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?yàn)槭珜?duì)快中子的減速作用是依靠快中子對(duì)碳原子的碰撞作用而實(shí)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(biāo)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。

高純石墨

高純石墨一般指含碳量在99.99%以上的石 墨，在組織結(jié)構(gòu)上可分為粗顆粒結(jié)構(gòu)、細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)和超細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)三類，高純石墨大量用于直拉單晶硅爐中。集成電路的基礎(chǔ)材料主要是硅單晶芯片，目前硅單晶的成長(zhǎng)工藝主要采用直拉法，其他方法還有磁場(chǎng)直拉法、區(qū)域法以及雙坩堝拉晶法，直拉單晶硅爐中的石墨件是消耗品，采用高純石墨材料加工成直拉單晶硅爐的加熱系統(tǒng)。

高純石墨另一重要用途是加工成各類坩堝，用于生產(chǎn)貴金屬、稀有金屬或高純金屬、非金屬材料。光譜分析用石墨電極也是一種高純石墨，可用于除碳元素以外的所有元素的光譜化學(xué)分析，光譜分析用石墨電極用擠壓方法成型。成品的雜質(zhì)元素含量應(yīng)不大于6*10-5。在光譜分析中制備標(biāo)準(zhǔn)樣品和用化學(xué)方法捕集雜質(zhì)時(shí)需用光譜純炭粉或光譜純石墨粉，這兩種高純材料對(duì)雜質(zhì)含量的要求都是在6*10-5；在某些用途方面，需要含碳量達(dá)到99.9995%，總灰分含量小于5*10-6。高純石墨的成型方法有擠壓成型、模壓成型及等靜壓成型三種。

石墨具有較高的散射截面和極低的熱中子吸收截面，較高的散射截面用以慢化中子，低的吸收截面防止中子被吸收，使得核反應(yīng)堆能夠利用少量燃料達(dá)到臨界或正常運(yùn)行。
石墨是耐高溫材料，它的三相點(diǎn)，15MPa時(shí)為4024℃，因此不能采用熔化、鑄造、鍛造等熱加工方法制造而只能采用類似粉末冶金的方法。它不像金屬那樣強(qiáng)度隨溫度而下降，而是略有增加，在2000℃以下應(yīng)用，不會(huì)出現(xiàn)問題。
石墨有良好的導(dǎo)熱性能，在堆內(nèi)可以有效地降低溫度梯度，不致產(chǎn)生太大的熱應(yīng)力。
石墨化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定。除了高溫下的氧化、水蒸氣外，可以耐酸、堿、鹽的腐蝕，因而可以用作熔鹽核反應(yīng)堆和鈾鉍核反應(yīng)堆的堆芯構(gòu)件。
石墨抗輻照性能好，能長(zhǎng)期在堆內(nèi)服役30～40年。
石墨可加工性好，可以加工成各種形狀的構(gòu)件。
石墨原料豐富，價(jià)格便宜，容易制成純度高、強(qiáng)度大、不同密度要求的各種核石墨，但石墨也有缺點(diǎn)，它是各向異性晶體結(jié)構(gòu)，成層狀分布，原子密集于a、b晶面，同層原子近距離為0.141nm，相互為共價(jià)結(jié)合，具有較強(qiáng)的結(jié)合力；而層距離為0.335nm，層間結(jié)合力為范德瓦爾力，結(jié)合力較弱。這種各向異性在石墨的物理、強(qiáng)度、輻照等行為中都會(huì)強(qiáng)烈地表現(xiàn)出來。

石墨爐原子吸收光譜法是一種運(yùn)用有石墨涂層的的熔爐，使樣本蒸發(fā)的光譜測(cè)定法。簡(jiǎn)而言之，這項(xiàng)技術(shù)是基于這樣一個(gè)事實(shí)，即自由原子可以吸收一定頻率的光和帶有特殊利益元素的波長(zhǎng)。在一定范圍內(nèi)，被吸收的光波可以直接與所要分析的的物體聯(lián)系起來。許多元素的自由原子可以用高溫從樣本中提取。在石墨爐原子吸收光譜法中，樣本儲(chǔ)存在有石墨或熱解碳涂層的小石墨立方體中，這個(gè)立方體將來可以通過加熱來使樣本蒸發(fā)和分解過程。我們可以根據(jù)已知的濃度來校正儀器，從而通過工作曲線來決定濃縮程度。和原子吸附相比，石墨爐主要有有以下優(yōu)勢(shì)：


對(duì)于許多元素來說，石墨爐探測(cè)范圍可達(dá)十億分之一；
采用改良型設(shè)備，阻礙降至小；
通過原子吸收大量基質(zhì)，石墨爐可以探測(cè)絕大多數(shù)已知元素。

等靜壓石墨的特點(diǎn)
群英石墨石墨是采用冷等靜壓成型工藝壓制而成，成型的石墨在不同的方向性能數(shù)值完全相同。它具有一系列的優(yōu)良特性，從而使它與當(dāng)今高新技術(shù)，國(guó)防技術(shù)緊密相聯(lián)。
群英石墨常用于制造單晶爐石墨熱場(chǎng)，金屬連鑄石墨結(jié)晶器和電火花加工用石墨電極。我們的產(chǎn)品性能穩(wěn)定，暢銷國(guó)內(nèi)外，深受廣大客戶的喜愛和支持。
備注：冷等靜壓是指在常溫下，將粉末置于密封的液體環(huán)境當(dāng)中，液體傳遞超高壓將粉末成型。因?yàn)橐后w中壓力是每一面都相等的，所以稱之為冷等靜壓。

良好的加工性能
與金屬材料相比，石墨的密度更低，具有優(yōu)異的機(jī)械加工性能。
熱穩(wěn)定性
在惰性氣體保護(hù)下他可以在3000度甚至更高的溫度下工作。
低膨脹率
即使在急速升溫的情況下，低熱膨脹率也可以保證石墨尺寸不變。
良好的耐化學(xué)性能
在室溫下石墨具有良好的耐酸、耐堿、耐有機(jī)溶劑等良好的化學(xué)穩(wěn)定。
良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性
因?yàn)榫哂辛己玫膶?dǎo)熱性，石墨是某些應(yīng)用領(lǐng)域的理想材料，如加熱件。
等靜壓石墨還具有其他良好的性能，如：
1、高強(qiáng)度
2、超高純
3、抗腐蝕性
4、低電阻
5、性能穩(wěn)定
6、環(huán)保

穩(wěn)定和合理的價(jià)格
石墨材料價(jià)格只需要同等體積的銅電極的15％。目前石墨已成為EDM應(yīng)用的熱門材料，相較之下石墨材料的成本更低，更穩(wěn)定。
切削加工更為容易
石墨具有優(yōu)異的機(jī)械加工性能。機(jī)械加工速度的石墨電極比銅電極多2-3倍。同時(shí)，石墨加工完不需要擔(dān)心毛刺問題。
熱膨脹系數(shù)低
銅的熔點(diǎn)是1080℃，而石墨是3650℃石墨的 CTE只有銅1/30。它是即使在超高溫的情況下性能也非常穩(wěn)定。即便在鉑電極的加工中，石墨電極也有明顯的優(yōu)勢(shì)。
重量輕，密度低
為石墨的密度通常為1.7-1.9g/cm3的（銅為石墨的4-5倍）。與銅電極相比，石墨電極將在此過程中減少機(jī)械負(fù)載。它更適合應(yīng)用大型模具。
良好的切削加工
與金屬材料相比，石墨的體積設(shè)計(jì)為低。它具有優(yōu)異的機(jī)械加工性能。
超強(qiáng)的粘接效果
碎石墨可通過粘合劑被粘合，這節(jié)省了時(shí)間和材料成本。
優(yōu)秀的電阻率
電阻率（ER）確定到的電流的流動(dòng)的材料的電阻。較低的電阻率，這意味著更好的導(dǎo)電性。