高性能石墨材料的研究及应用进展

中国粉体网讯石墨独特的结构使其具有其他材料无法比拟的性能，如无氧环境下的高温机械强度、高导热性、低热膨胀系数、抗辐射性和低中子吸收率。这些特殊的性质使石墨材料在许多重要领域很难被替代。其中，具有高密度高强度和高纯度的块体石墨被称为特种石墨。目前已在电火花加工、原子反应堆、航空航天等高端领域得到广泛应用、�/p>

电火花加�?/strong>

电火花加工是一种通过电火花产生的高温腐蚀金属的加工方法。在这个过程中，特种石墨常作为电极材料，其选择关键在于石墨优异的电导率、高温下的稳定性和易于加工的特性、�/p>

选用石墨材料时必须考虑四个主要因素：金属去除率，此项指标反映了在电火花加工中能量的直接损耗率。耐磨性，电极损耗分为整体、角部、端面和侧面损耗。角部损耗尤为关键，因为电极的耐角部损耗能力直接影响最终加工件的轮廓和精度。如果电极在最薄弱点能有效抵抗磨损，整体损耗将显著减少。这要求石墨电极必须同时具备高强度和耐高温的特点。工件表面的光洁度实际上是石墨电极表面状态的反映，因此，用于精细加工的电极最好采用高强度、特微和极细颗粒的石墨、�/p>

核石�?/strong>

在核工程领域，石墨通常被用作中子减速剂和反应堆内的结构材料，尤其在高温气冷反应堆中，这些应用对石墨的性能提出了非常严格的要求。各向同性和纯度是石墨在核工程中两项至关重要的性能指标。核反应堆中的石墨作为中子减速剂，需要均匀地减缓从核裂变产生的快中子的速度，以维持链式反应。各向同性确保了中子在石墨材料内的散射和吸收行为在所有方向上是一致的。在反应堆运行期间，石墨需要保持良好的结构完整性、�/p>

此外，石墨中的杂质元素，如硼、镉等，可以吸收中子，这会降低中子减速效率并影响核反应的可控性。高纯度石墨减少了这些杂质的含量，从而降低了非预期的中子吸收，并且核反应堆中的杂质元素可能因辐射而变得放射性活跃，产生放射性废物。高纯度石墨减少了这种风险，便于反应堆的废物处理、�/p>

高强度模其�/strong>

石墨模具在工业生产中广泛应用，尤其是在高温的工艺条件下，如连铸、粉末冶金、玻璃热弯成型和半导体生长等。高强度石墨模具的性能指标和优势如下。高热导率，这意味着它可以迅速且均匀地分布热量，有助于提高生产效率和产品质量。耐高温性，石墨模具能够承受极高的温度而不会熔化或变形，适用于高温工艺。低热膨胀系数，即使在温度变化剧烈的环境中，也能保持尺寸稳定性，这对于确保产品尺寸精度和使用寿命至关重要。机械强度，优质的石墨模具具有高强度和适中的硬度以承受生产过程中的压力和冲击，且易于加工成复杂形状，这为设计和制造复杂模具提供了极大的灵活性。耐腐蚀性，石墨对许多化学物质具有惰性，不易被腐蚀从而可以作为绝大多数样品的烧结模具。自润滑性，石墨的自润滑特性减少了在加工过程中的摩擦，降低了对润滑剂的依赖，减少了潜在的环境污染、�/p>

当前，国际上高端石墨主要由日本东洋炭素、德国西格里、美国步高和法国美尔森等公司生产。我国石墨制品的性能与国外差距巨大，力学性能的不足限制了高新技术的发展，提纯工艺的落后使得部分关键部件依赖进口，而且国产石墨性能数据库相对匮乏。在此背景下，加快研发高性能特种石墨产品，不仅有利于保障我国基础材料的自主供应，打破国外技术与产品垄断，更能为国内高新技术产业的发展提供核心材料支撑，推动相关产业实现高质量发展、�/p>

2026�?�?1日，中国粉体网将在河南郑州举劝�span style="color: rgb(192, 0, 0);">�?026全国高纯石墨产业链发展大会暨高端石墨制品产业交流会“�/strong>。届时，四川福碳新材料科技有限公司总经琅�strong>吕尊卍�/strong>将带来题丹�strong>《高性能石墨材料的研究及应用进展《�/strong>的报告，分享高性能石墨材料的研发与应用成果、�/p>

参考来源：

王君�?高强石墨的烧结制备与性能研究

（中国粉体网编辑整理/初末（�/p>

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