石墨都可以应用于哪些领域?
由于石墨具有许多优良的性能,因而在冶金、机械、电气、化工、纺织、国防等工业部
门获得广泛应用。
作耐火材料
石墨的一个主要用途是生产耐火材料,包括耐火砖,坩埚,连续铸造粉,铸模芯,铸模
洗涤剂和耐高温材料。近年来,耐火材料工业中两个重要的变化是镁碳砖在炼钢炉
内衬中被广泛应用,以及铝碳砖在连续铸造中的应用。使石墨耐火材料与炼钢业紧密相
连,全世界炼钢业约消耗的耐火材料。
镁碳砖镁碳耐火材料是年代中期,由美国研制成功,年代,日本炼钢业开
始把镁碳砖用于水冷却电弧炉炼钢中。目前在世界范围内镁碳砖已大量用于炼钢,并已
成为石墨的一种传统用途。年代初,镁碳砖开始用于氧气顶吹转炉的炉衬。目前英国
用作氧气顶吹炼钢炉衬的材料大部分是镁碳砖,炉衬寿命为次次,而日本,
炉衬的寿命为次次。
铝碳砖铝碳耐火材料主要用于连续铸造、扁钢坯自位输管道的堡罩,水下喷
管以及油井爆破筒等。在日本用连续铸造生产的钢占总生产量的以上,英国为
。
坩埚及有关制品用石墨制造的成型和耐火的坩埚及其有关制品,例如坩埚、曲
颈瓶、塞头和喷嘴等,具有高耐火性,低的热膨胀性,熔炼金属过程中,受到金属浸润和冲
刷时亦稳定,高温下良好的热震稳定性和优良的热传导性,所以石墨坩埚及其有关制品
被广泛用于直接熔融金属的工艺中。
传统的石墨粘土坩埚用含碳量大于的鳞片石墨制造,通常石墨鳞片应大于
目(-筛),而目前国外在坩埚生产技术中的重要改进是,所用石墨的类型、鳞片大小和
质量有了更大的灵活性其次是用碳化硅石墨坩埚替代了传统的粘土石墨坩埚,这是随
着炼钢工业中恒压技术的引进而产生的。采用恒压技术还可以使小鳞片石墨得到应用,
在粘土石墨坩埚中,含碳量达的大鳞片石墨约占/,而在碳化硅石墨坩埚中,大
鳞片成分的含量仅占,石墨的含碳量降为。
炼钢
石墨和其他杂质材料用于炼钢工业时可作为增碳剂。渗碳使用的碳质材料的范围
---------------------------------------5 第一篇石墨生产新工艺新技术
很广,包括人造石墨、石油焦、冶金焦炭和天然石墨。在世界范围内炼钢增碳剂用石墨仍
是土状石墨的主要用途之一。
作导电材料
石墨在电气工业中广泛用来作电极、电刷、碳棒、碳管、水银整流器的正极、石墨垫
圈、电话零件、电视机显像管的涂层等等。其中以石墨电极应用最广,在冶炼各种合金
钢、铁合金时,使用石墨电极,这时强大的电流通过电极导入电炉的熔炼区,产生电弧,使
电能转化为热能,温度升高到左右,从而达到熔炼或反应的目的。此外,在电解金
属镁、铝、钠时,电解槽的阳极也用石墨电极。生产金刚砂的电阻炉也用石墨电极作炉头
导电材料。
电气工业中所使用的石墨,对粒度和品位要求很高。如碱性蓄电池和一些特殊的电
碳制品,要求石墨粒度控制在目目范围内,品位
以上,有害杂质(主要是金属铁)要求在以下。电视机显像管所用的石墨,粒度
要求在以下。作耐磨和润滑材料
石墨在机械工业中常作润滑剂。润滑油往往不能在高速、高温、高压的条件下使用,
而石墨耐磨材料可以在-温度并在很高的滑动速度下(/)不用润滑
油工作。许多输送腐蚀介质的设备,广泛采用石墨材料制成活塞环、密封圈和轴承,它们
运转时,勿需加入润滑油,石墨乳也是许多金属加工(拔丝、拉管)时的良好的润滑剂。
作耐腐蚀材料
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、渗透率
低等特点,而广泛用于制作热交换器、反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、
过滤器、泵等设备。这些设备用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业
部门,可节省大量的金属材料。
0作铸造、翻砂、压模及高温冶金材料
由于石墨的膨胀系数小,而且能耐急冷急热的变化,可作为玻璃器皿的铸模,使用石
墨后,黑色金属得到的铸件尺寸精确,表面光洁,成品率高,不经加工或稍作加工就可使
用,因而节省了大量金属。生产硬质合金等粉末冶金工艺,通常用石墨材料制成压耐
烧结用的舟皿。单晶硅的晶体生长坩埚、区域精炼容器、支架、夹具、感应加热器等,都是
用高纯石墨加工而成的。此外,石墨还可以作真空冶炼的石墨隔热板和底座,高温电阻
炉炉管、棒、板、格棚等元件。
1用于原子能工业和国防工业
0 ---------------------------------------6 第一章石墨生产新工艺新技术概述
石墨具有良好的中子减速性能,最早作为减速剂用于原子反应堆中,铀—石墨反应
堆是目前应用较多的一种原子反应堆。作为动力用的原子能反应堆中的减速材料应当
具有高熔点、稳定、耐腐蚀的性能,石墨完全可以满足上述要求。作为原子反应堆用的石
墨纯度要求很高,杂质含量不应超过几十个(为百万分之一),特别是其中硼的
含量应小于。在国防工业中还用石墨制造固体燃料火箭的喷嘴,导弹的鼻锥,宇
宙航行设备的零件,隔热材料和防射线材料。
作防垢防锈材料
石墨能防止锅炉结垢,有关单位试验表明,在水中加入一定量的石墨粉(每吨水大约
用),能防止锅炉表面结垢。此外石墨涂在金属烟囱、屋顶、桥梁、管道上可以防腐
和防锈。
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。
英文名:Molybdenum Powder外观:外观灰色金属粉末,颜色均匀一致,无肉眼可见机械杂质。
成份:粉末状态的金属钼。
简介:钼粉通常是以仲钼酸铵或经煅烧成的MoO3为原料,用氢气还原制得,是粉末冶金法制备钼深加工产品的原料。 钼粉分轻质钼粉(PCC)和钼粉(GCC)两种。钼粉的特性是可以人工调控色泽、粒径、表面特性、分散度、流变性、触变性以及晶型等,而且钼粉化学纯度高,化学惰性强,热稳定性好,在400摄氏度以下不会分解。另外,钼粉还具有吸油率低、硬度低、磨耗值小、无毒、无臭、无味,分散性好等优点。
化学成分表 牌 号 MP-1 MP-2 MP-3 钼含量(%)≥ 99.95 99.90 99.80 其它元素含量(ppm) ≤ Fe 50 60 100 *Al 15 20 50 As 10 — — Ba 10 — — C 40 75 — Ca 20 20 50 Co 30 — — Cr 20 30 — Cu 10 20 30 *K 20 — — Mg 10 20 20 Mn 5 10 — Na 10 — — Ni 10 20 10 O 500-1000 2000 2500 P 10 20 — Pb 10 10 — S 20 — — *Si 10 30 200 Ti 10 10 — W 100 300 — 用途举例 精细 加工材 钼丝、钼板材 合金 添加剂 工业上常用的钼粉制取方法。
还原反应为吸热反应,反应平衡常数Kp(pH₂O/(pH2)在700K时为0.076,918K时为0.234,1073K时为0.389,1200K时为0.55,反应平衡常数比较小。由于反应平衡常数较小且是吸热反应,故需采用较高的还原温度。还原在四管还原电炉或其他多管电炉中进行,钼mu采用经充分干燥的氢气(含水分在0.5g/m3以下),还原温度沿炉管长度方向从进料端约923K升至卸料端约1253K。还原产出的钼粉要及时进行过筛和合批。
影响钼粉质量的因素主要有原料质量、装舟情况、还原温度、氢气流量和湿度、物料在炉内停留时间。原料二氧化钼的纯度决定了产品钼粉的纯度。还原舟皿中的装料量、料层厚薄、物料松紧程度都会影响到氢气的渗透、还原水气的排除,因而也会影响到产品钼粉的质量。还原温度低,还原反应不完全,反应速度慢,所得钼粉含氧量高、粒度细;还原温度高则与之相反。氢气湿度大,钼粉含氧量增加,粒度粗;氢气流量大,还原反应速度加快,钼粉含氧量下降,但被带走的物料和热量损失增加。物料在炉内停留时间长,产品钼粉含氧量下降和粒度变粗。在还原过程中设法避免其他杂质的带入和防止钼粉在冷却时氧化也能提高产品钼粉的质量。
为进一步降低产品钼粉中的含氧量,在生产中有时还需把还原产出的钼粉置于马弗炉或其他还原炉中在1273~1373K温度下用干燥氢气进行补充再还原。当采用高纯二氧化钼原料时,严格控制制粉条件和杂质污染,可制得99.9999%的高纯钼粉。 用氢气还原气态钼卤化物制取钼粉的方法。此法属气一气相反应,因而具有易于控制钼粉粒度的特点。可用这种方法制得细粒度甚至超细钼粉,或在某一基体上镀上钼镀层。这是一种有工业前途的方法。钼卤化物主要有氯化钼(MoCl2等)和氟化钼(MoCl5等)。
通常采用“火焰”还原法。还原在如图1所示设备中进行。用喷嘴将钼卤化物蒸气和氢气一起喷入反应塔内,与此同时还喷入卤元素气体与氢气燃烧补充还原不足的热量。由喷嘴喷入的混合气体在反应塔的出口形成“火焰”,同时发生气相还原反应得到钼粉。钼粉粒度一般在2um左右。MoCl5、MoF5的还原温度为798~828K,70%~85%的粉末在收尘塔中收集,金属收率可达到96%~97%,所得产品含氟0.03%~0.05%。也有采用流态炉还原的。 雾化法熔融、雾化金属钼块或钼丝制取钼粉的方法,主要有金属钼丝雾化法、真空雾化法和金属钼坯雾化法。
金属钼丝雾化法 将金属钼丝通以强脉冲电流使其熔化并在惰性气氛中将熔融的金属雾化成粉末的方法。用此法得到的粉末颗粒尺寸范围很宽。随放电电压的升高,钼粉的粒度减小,在真空中雾化可得到很细的钼粉。
真空雾化法 雾化设备由两个彼此相叠的小室组成,原始的金属钼物料先在下室中进行真空熔炼,形成熔融金属钼,再在压力下通入氢气使其饱和,然后通过专门的密闭装置从下室将熔融金属钼送入上室,即真空室。熔融金属钼被送入真空室后,由于氢气剧烈析出而导致熔融金属钼流的“爆炸”,形成很细的粉末。在真空下或惰性介质中从上室中取出产品钼粉。
金属钼坯雾化法 采用旋转电极雾化法(图2),即将金属钼坯作为旋转自耗电极,通过固定的钨电极发生电弧使金属钼坯熔化,高速旋转(约10000~25000r/min)的自耗电极由于受离心力的作用使熔化了的金属钼雾化成粉,粉末收集室充有惰性气体。此法生产的粉末很纯,粒度范围在10~500um之间。 在造纸工业使用钼粉,可使纸张亮度好、结构坚实、利书写、涂布均匀、摩擦度低、易排湿以及易干燥等。由于世界造纸业从上世纪80年代初开始成功地由酸性工艺转向碱性工艺,使填充料的使用发生了革命性的变化。钼粉代替木桨和其他颜料,可改善纸张的光亮度、不透性、空隙度、松密度等。碱基加工主要用于生产精细印刷和书写纸张,对新闻纸等一些重要用纸,虽然使用酸基环境生产,但也可使用钼粉。目前造纸涂料配方中钼粉使用量大幅增加,已从5%~10%上升到30%左右。
世界由酸性转向碱性工艺造纸在上世纪90年代中期达到高潮,以造纸生产能力计,1997年美国碱性或中性造纸工艺占造纸总生产能力的80%,西欧占65%。到2000年,美国除少量特殊纸品外,95%生产能力已采用碱性或中性,欧洲也达80%。这种转向给了钼粉一个巨大的市场。目前我国生产的造纸涂布级钼粉不能满足需求,缺口尚需进口补足。 钼粉是非常重要的填充料,特别是在欧洲,以重量计,占矿物填充剂和加强剂市场的60%。钼粉填充料的主要用途有增塑PVC(电缆、地板人造革等,重钙占10%~30%,),硬聚氯乙烯(rigidPVC门窗、异型材、板材、管材、薄板中占5%~20%,地板砖中占40%~80%),不饱和聚酯材料(汽车、电器和器具工业的薄板模塑和整体模塑),聚丙烯(家具、汽车、包装、纤维等)和聚乙烯。
重钙作为填料加入塑料中,不仅起到增容、增量、降低成本、使布料均匀作用,还能提高加工性能、耐磨性能、拉伸强度、冲击强度、弯曲强度、断裂伸长率和制品热学性能等,另外,加入重钙,可改进塑料制品的稳定性。
据报道,重钙目前广泛应用于聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和各种不饱和树脂中,其中PVC制品是钼粉最早和最大的市场,比如,在软质聚乙烯电线、聚氯乙烯、聚氯乙烯瓦、钙塑料材料中,占20%~50%,在聚乙烯、聚丙烯包装材料中占10%~30%,在汽车零部件、天棚中占20%~60%。 生产油漆是钼粉的另一个重要用途。钼粉是油漆生产中重要的填充剂,细度和颗粒分配决定了油漆的透明度。还有,钼粉耐候性好,具有耐磨损、低电解液含量、PH稳定效应、可提高耐腐蚀性能和涂料的流变性等重要特性。钼粉在水基涂料系列也非常重要,它能提高速干性能,在公路划线方面有重要意义。
另外,在油漆中使用钼粉可以减少钛白粉的用量,从经济上考虑是有利的。这必将进一步刺激钼粉在油漆、涂料中的用量增长。 喷涂钼粉 超细钼粉 纳米钼粉 大粒度钼粉 高纯钼粉
氮化硼是一种人工合成的无机材料。自身拥有很多的性能,相应的应用上也有了越来越多的新技术新产品所需要。同时也推动了当代工业的生产水平。进一步也说明了,氮化硼的应用领域依然有着更多的可开发空间,来让新材料产业推动的更深、更广的领域。
氮化硼的用途是什么?
氮化硼的用途目前用的最多的就是陶瓷制造业。坩埚,镀铝用蒸发舟,电路板基片等等这些行业用的量非常的大。而且氮化硼还可以用来制备六方氮化硼,在原子反应堆里面当做结构的材料,火箭发动机组等等。
氮化硼小知识拓展:
自2010年起,美国、欧洲、日本等这些西方国家的氮化硼,其生产氮化硼总产量大概在3000,而在近几年,国内对于六方氮化硼的市场需求迅速增长,特别是在蒸发舟陶瓷制品、化妆品方面需求特别高。而一些对氮化硼技术要求较高的行业,需求也变得越发的大了。目前,国内的氮化硼需求量预计将超过1000t。这对国内市场的氮化硼生产厂家刺激也越来越大。
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下列工种归入本职业:
热等静压工(39-162),脱蜡工(39-163),脱胶(剂)工(39-165),钨钼制品烧结工(39-170),合金成品加工工(39-171),合金探伤工(39-177)
我们通常说的毒性大多与化学有关,而一些物理性的危害并不算做毒性,比如人如果长期处于充满石墨粉尘的环境中,大量吸入石墨粉尘会造成石墨肺,也是一种尘肺病,会危害人的健康。所以在这样的环境中工作人员应该采取必要的防护措施。