美國步高POCO石墨EDM-2石墨爐床板

核能用石墨材料

石墨是建造核反應堆使用的減速材料和反射材料之一，早期的反應堆都是石墨堆。作為結(jié)構(gòu)材料使用的核反應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，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)、細顆粒結(jié)構(gòu)和超細顆粒結(jié)構(gòu)三類，高純石墨大量用于直拉單晶硅爐中。集成電路的基礎材料主要是硅單晶芯片，目前硅單晶的成長工藝主要采用直拉法，其他方法還有磁場直拉法、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)元素含量應不大于6*10-5。在光譜分析中制備標準樣品和用化學方法捕集雜質(zhì)時需用光譜純炭粉或光譜純石墨粉，這兩種高純材料對雜質(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，使得核反應堆能夠利用少量燃料達到臨界或正常運行。
石墨是耐高溫材料，它的三相點，15MPa時為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。它不像金屬那樣強度隨溫度而下降，而是略有增加，在2000℃以下應用，不會出現(xiàn)問題。
石墨有良好的導熱性能，在堆內(nèi)可以有效地降低溫度梯度，不致產(chǎn)生太大的熱應力。
石墨化學性質(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堆和鈾鉍核反應堆的堆芯構(gòu)件。
石墨抗輻照性能好，能長期在堆內(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，價格便宜，容易制成純度高、強度大、不同密度要求的各種核石墨，但石墨也有缺點，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，相互為共價結(jié)合，具有較強的結(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、強度、輻照等行為中都會強烈地表現(xiàn)出來。

石墨爐原子吸收光譜法是一種運用有石墨涂層的的熔爐，使樣本蒸發(fā)的光譜測定法。簡而言之，這項技術是基于這樣一個事實，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。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，樣本儲存在有石墨或熱解碳涂層的小石墨立方體中，這個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：


對于許多元素來說，石墨爐探測范圍可達十億分之一；
采用改良型設備，阻礙降至??；
通過原子吸收大量基質(zhì)，石墨爐可以探測絕大多數(shù)已知元素。

等靜壓石墨的特點
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，從而使它與當今高新技術，國防技術緊密相聯(lián)。
群英石墨常用于制造單晶爐石墨熱場，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)境當中，液體傳遞超高壓將粉末成型。因為液體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)異的機械加工性能。
熱穩(wěn)定性
在惰性氣體保護下他可以在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。
良好的耐化學性能
在室溫下石墨具有良好的耐酸、耐堿、耐有機溶劑等良好的化學穩(wěn)定。
良好的導電性和導熱性
因為具有良好的導熱性，石墨是某些應用領域的理想材料，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)定和合理的價格
石墨材料價格只需要同等體積的銅電極的15％。目前石墨已成為EDM應用的熱門材料，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)異的機械加工性能。機械加工速度的石墨電極比銅電極多2-3倍。同時，石墨加工完不需要擔心毛刺問題。
熱膨脹系數(shù)低
銅的熔點是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。
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械負載。它更適合應用大型模具。
良好的切削加工
與金屬材料相比，石墨的體積設計為低。它具有優(yōu)異的機械加工性能。
超強的粘接效果
碎石墨可通過粘合劑被粘合，這節(jié)省了時間和材料成本。
優(yōu)秀的電阻率
電阻率（ER）確定到的電流的流動的材料的電阻。較低的電阻率，這意味著更好的導電性。