异形板重心位置,异形钢格板

 


  当人们想到钻石时,他们会想到耀眼的场景,这些场景随着所有者的活动而闪耀。但因为价格高,大多数人只能望而却步。即便如此,人们仍然向往钻石。你知道钻石是什么吗?它的化学成分是碳(C),天然钻石只有经过钻石打磨后才能被称为“钻石”。天然钻石非常稀有。世界上只有两颗重量超过1000克拉(1克=5克拉)的钻石,重量超过400克拉的钻石更是寥寥无几。中国迄今发现的最大钻石重158.786克拉,被称为“长林钻石”。稀有的东西是珍贵的,正因为可以作为“钻石”的天然钻石稀有,人们才想用“人造”钻石来代替,这自然就想到了钻石的“孪生”兄弟——石墨。


  金刚石和石墨的化学成分是碳(C),称为同素异形体。从这个名字中,我们可以知道它们有着相同的“品质”,但它们的“形状”或“性质”是不同的,有着天壤之别。金刚石是目前最硬的物质,而石墨是最软的物质之一。


  石墨和金刚石的硬度差异如此之大,但人们仍然希望通过人工合成获得金刚石,因为石墨(碳)在自然界中含量丰富。但是要把石墨中的碳变成像金刚石一样排列的碳并不那么容易。石墨在50,000-60,000大气压((5-6 ) 103 MPa)和1000-2000的高温下,以金属铁、钴、镍为催化剂,可转变成金刚石粉末。


  目前,世界上已有十几个国家(包括中国)合成了钻石。然而,这种金刚石由于颗粒细小,主要用作磨料和钻头,用于切削、地质和石油钻井。目前,在世界钻石消费中,80%的人造钻石主要用于工业,其产量远远超过天然钻石。


  最初合成的钻石颗粒为黑色,大小为0.5毫米,重量约为0.1克拉(用于宝石的最小钻石一般不低于0.1克拉)。目前我国研制的大颗粒金刚石超过3毫米,美国、日本等国已制造出6.1克拉多金刚石。我们说,钻石已经“飞出”石墨,宝石级合成钻石将在不久的将来供应市场。石墨的熔点比金刚石高。金刚石的熔点为3550,石墨的熔点为3652 ~ 3697(升华)。石墨的熔点比金刚石高。


  从薄片内部看,石墨是一种原子晶体;从片晶角度看,石墨是分子晶体(一般来说,石墨应该是混合晶体);钻石是原子晶体。相反,石墨晶体的熔点比金刚石高,这似乎不可思议。而石墨晶体片层中共价键的键长为1.42 10-10m,金刚石晶体中共价键的键长为1.55 10-10m。作为共价键,键长越小,键越强,越难破坏,所以需要提供更多的能量,所以熔点要更高。主要石墨的分子晶体特性导致了它的高熔点。石墨石墨的应用


  1.作为耐火材料:石墨及其制品具有耐高温、高强度的特性,在冶金工业中主要用于制造石墨坩埚。在炼钢中,石墨常被用作钢锭的保护剂和冶金炉的炉衬。


  2.用作导电材料:用于电气行业制造电极、电刷、碳棒、碳管、水银整流器正极、石墨垫片、电话部件、电视显像管涂层等。


  3.耐磨润滑材料:石墨在机械工业中常被用作润滑剂。润滑油不能在高速、高温、高压下使用,而石墨耐磨材料在200~2000的高滑动速度下不用润滑油也能工作。许多输送腐蚀性介质的设备广泛使用石墨材料制造活塞杯、密封圈和轴承,运行时不需要添加润滑油。石墨乳也是许多金属加工(拉丝和拔管)的良好润滑剂。


  4.石墨具有良好的化学稳定性。经过特殊加工的石墨具有耐腐蚀、导热性好、渗透性低的特点,因此被广泛用于制造热交换器、反应罐、冷凝器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器和泵设备。广泛应用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门,可节约大量金属材料。


  5.铸造、砂型车削、模压和高温冶金材料:石墨热膨胀系数小,能承受快速冷却和加热变化,可用作玻璃器皿的铸造模具。使用石墨后,黑色金属可以获得尺寸准确、表面光滑的铸件成品率高,无需加工或稍加加工即可使用,节省了大量金属。在生产硬质合金的粉末冶金过程中,通常用石墨材料制作模具和瓷舟进行烧结。单晶硅的晶体生长坩埚、区域精炼容器、支架夹具和感应加热器均由高纯石墨制成。此外,石墨还可用作真空熔炼的石墨隔热屏和底座、高温电阻炉的管子、棒、板、栅等部件。


  6.用于原子能工业和国防工业:石墨有很好的中子慢化剂用于原子反应堆,铀-石墨反应堆是目前应用最广泛的原子反应堆之一。作为核电反应堆中的减速材料,应具有高熔点、稳定性和耐腐蚀性,石墨完全可以满足上述要求。原子反应堆使用的石墨纯度很高,杂质含量不应超过几十PPM。特别是硼含量应小于0.5PPM。石墨还用于国防工业,制造固体燃料火箭的喷管、导弹的鼻锥、航空航天设备的零件、隔热材料和防辐射材料。


  7.石墨还可以防止锅炉结垢。相关单位测试表明,在水中加入一定量的石墨粉(每吨水约4-5g)可以防止锅炉结垢。此外,涂在金属烟囱、屋顶、桥梁和管道上的石墨可以防止腐蚀和生锈。


  8.石墨可用作铅笔芯、颜料和抛光剂。经过特殊加工,石墨可以制成各种特殊材料,供相关工业部门使用。


  9.电极:为什么石墨可以代替铜做电极?20世纪60年代,铜作为电极材料被广泛使用,利用率约为90%,石墨仅为10%左右。进入21世纪,越来越多的用户开始选择石墨作为电极材料。在欧洲,90%以上的电极材料是石墨。铜,曾经占主导地位的电极材料,与石墨电极相比,它的优势几乎消失了。是什么导致了这种戏剧性的变化?当然,石墨电极有很多优点。


  (1)石墨的加工速度更快:通常石墨的加工速度可以比铜快2~5倍;电火花加工的速度比铜快2~3倍。材料更不容易变形:在薄筋电极的加工上优势明显;铜的软化点在1000度左右,容易因受热而产生变形;石墨的升华温度为3650度;热膨胀系数仅有铜的1/30。


  (2)重量更轻:石墨的密度只有铜的1/5,大型电极进行放电加工时,能有效降低机床(EDM)的负担;更适合于在大型模具上的应用。


  (3)放电消耗更小;由于火花油中也含有C原子,在放电加工时,高温导致火花油中的C原子被分解出来,转而在石墨电极的表面形成保护膜,补偿了石墨电极的损耗。


  (4)没有毛刺;铜电极在加工完成后,还需手工进行修整以去除毛刺,而石墨加工后没有毛刺,节约了大量成本,同时更容易实现自动化生产;(5)石墨更容易研磨和抛光;由于石墨的切削阻力只有铜的1/5,更容易进行手工的研磨和抛光;(6)材料成本更低,价格更稳定;由于近几年铜价上涨,如今各向同性石墨的价格比铜更低,相同体积下,东洋炭素的普遍性石墨产品的价格比铜的价格低30%~60%,并且价格更稳定,短期价格波动非常小。


  正是这种无可比拟的优势,石墨逐渐取代铜成为EDM电极的首选材料.  石墨新用途石墨新用途:随着科学技术的不断发展,人们对石墨也开发了许多新用途。


  柔性石墨制品。柔性石墨又称膨胀石墨,是年代开发的一种新的石墨制品。


  年美国研究成功柔性石墨密封材料,解决了原子能阀门泄漏问题,随后德、日、法也开始研制生产。这种产品除具有天然石墨所具有的特性外,还具有特殊的柔性和弹性。


  因此,是一种理想的密封材料。广泛用于石油化工、原子能等工业领域。国际市场需求量逐年增长。石墨轻工业应用此外,石墨还是轻工业中玻璃和造纸的磨光剂和防锈剂,是制造铅笔、墨汁、黑漆、油墨和人造金刚石、钻石不可缺少的原料。它是一种很好的节能环保材料,美国已用它做为汽车电池。随着现代科学技术和工业的发展,石墨的应用领域还在不断拓宽,已成为高科技领域中新型复合材料的重要原料,在国民经济中具有重要的作用。


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