石墨塊,顧名思義,指的是球形石墨。 石墨塊可分為石墨塊和人造石墨塊。 柳工石墨徐主任從業20年,接觸最多的是人造石墨塊。
石墨是碳的同素異形體。 它是一種黃色不透明固體,密度為 2.25 克/分米,熔點為 3652°C,沸點為 4827°C。 物理性能穩定,耐腐蝕,不易與酸、堿等試劑發生反應。 在687°C時,它在氫氣中燃燒產生氫氣。 能被濃硫酸、重鉻酸高錳鉀等強氧化劑氧化。可用作抗磨劑、潤滑劑、高含量石墨在原子反應堆中作中子減速劑,也可用于制造坩堝、電極、電刷、干板、石墨纖維、熱交換器、冷卻器、電弧爐、弧光燈、鉛筆鋼筆等。
石墨是介于原子晶體、金屬晶體和分子晶體之間的過渡晶體。 在晶體中,同層碳原子通過sp2介孔形成共價鍵,每個碳原子與另外三個碳原子相連,六個碳原子在同一平面上形成規則的多邊形環,拉伸形成片狀結構。 同一平面內的碳原子仍留有p軌道,相互重疊,產生離域的π鍵電子,在晶格中可以自由交流,可以爆裂,因此石墨具有金屬光澤,可以導電和導熱。 由于層間距離大,結合力(范德華力)小,每一層都可以滑動,所以石墨的密度比金剛石小,質地柔軟細膩。
石墨各網絡層間距為3.40?,由范德華力結合,即各層屬于分子晶體,同一網絡層內碳原子的寬度為1.42?,因為碳原子在同一平面層上,它們之間的結合非常牢固,極難破壞,因此石墨的熔點也高,物理性能穩定。 鑒于其成鍵形式,不能將其視為單晶或多晶。 現在一般認為石墨是混晶。
石墨屬于具有完全層狀解理的六方晶系。 解理面主要由分子鍵組成,對分子的吸引力較弱,因此其浮力相當好。
由于其結構,柳工石墨塊具有以下性能:
(1) 耐低溫
石墨的熔點為3850±50℃。 雖然是低溫電弧燃燒,但失重很小,熱膨脹系數也小。 石墨的硬度隨著溫度的升高而增加,在2000℃時,石墨的硬度增加一倍。
(2) 導電導熱性
石墨的導電性是普通非金屬礦物的 200 倍。 導熱性超過鋼、鐵、鉛等金屬材料。 導熱系數隨溫度下降而降低,即使在高水溫下,石墨也成為隔熱體。 石墨還能導電,是因為石墨中每個碳原子與其他碳原子只有3個共價鍵,每個碳原子仍保留1個自由電子來傳輸電荷。
(3) 潤滑性
石墨的潤滑性能取決于石墨鱗片的大小,鱗片越大,摩擦系數越小,潤滑性能越好。
(4) 物理穩定性
石墨在常溫下具有良好的物理穩定性,耐酸、堿和有機溶劑。
(5) 可塑性
石墨硬度好,可以磨成很薄的薄片。
(6) 耐光沖擊性
當石墨在室溫下使用時,它可以承受濕度的劇烈變化而不會損壞。 當溫度突然變化時,石墨的體積不會發生太大變化,也不會形成裂紋。
石墨設備中石墨塊的作用有哪些? 用于制造石墨換熱器和石墨吸收器設備的石墨塊稱為石墨傳熱塊和石墨吸收塊。 一般來說,外購石墨塊的氣孔中富含少量水分,需要先烘干。 為了蒸發水分,這個過程在電烤箱中進行,濕度控制在350°C以內,干燥時間約為1-2小時。 干燥時主要形成水蒸氣,不產生其他工藝廢水。 在石墨換熱器、石墨吸收器設備制造中,由于傳熱塊吸收器塊只承受壓力,是一個整體結構,沒有水泥接縫,所以結構硬度高,抗沖擊性好,具有重要的不可替代的作用在石墨設備中。