分類
在機械工程中經常採用的碳和石墨,按組織結構可分為碳質材料和石墨材料。碳質材料是以石油焦、瀝青焦為原料。煤瀝青為粘結劑,經過混捏、壓製成形、加熱碳化而成。石墨按來源可分為天然石墨、人造石墨(包括特種石墨)兩種。天然石墨還有鱗狀和土狀兩種形態。人造石墨是由碳質材料再經2500℃以上高溫石墨化處理而成。特種石墨是用一般石墨經熱壓加工處理,或採用其他有機原料和特殊工藝而獲得。例如以熱固性樹脂經特殊熱處理而成的玻璃碳;以碳氫化合物在高溫下分解、沉積而成的熱解石墨;以鱗狀天然石墨經過酸處理,然後在高溫下高度膨脹而成的柔性石墨,以及以合成纖維製成的碳纖維和石墨纖維等。
用途
金剛石堅硬耐磨,常用作磨料、切削工具和勘探鑽頭。碳質材料和石墨材料因具有各種不同的優良性能,已在機械、電機、冶金、化工、電子、航空、航天、火箭、原子能等技術領域中廣泛套用。一般人造石墨導電性好、耐熱,可用於製造電弧爐和電火花加工模具的電極;因潤滑耐磨,可用於製造密封圈、刮片、高溫軸承。以熱固性樹脂浸滲而成的不透性石墨,因耐化學腐蝕性優良,導熱性好,可用於化工設備中的換熱器、管道和配件。柔性石墨富於彈性,可用於製造高溫密封圈、填料、墊片。碳纖維、石墨纖維的強度很高,可用作以樹脂、金屬、陶瓷、碳等為基體的複合材料的增強材料。多孔石墨能耐高溫,耐腐蝕氣體和液體的侵蝕,可用作高溫隔熱材料和過濾材料。不含硼和稀土元素的高純度核石墨因不吸收中子,能使中子減速而用於原子反應堆中。熱解石墨由於導熱異向比大,可用作火箭噴嘴的喉襯、核燃料塗層;因定向度高可用於大功率發射管的柵極。人造石墨還可用作銅、鋁的壓鑄模和電子元件燒結模;碳磚、碳塊可用作煉鐵高爐、鐵合金大電爐的爐襯;用玻璃碳可製作旋轉密封的輔助面和雷射技術中的電極等。至於天然石墨,因雜質含量大,一般只用於製造冶煉用坩堝、砂型塗料,或作為原料,經過精製,用於液體潤滑劑和柔性石墨等。
參考書目
大谷杉郎、木村真著:《炭素纖維》,日本近代編集社,1972。