MERSEN美尔森石墨2320金刚石烧结石墨模具

特种石墨的涵盖范围很广，电炭制品行业、天然石墨制品行业和冶金用炭制品行业对此有不同的理解和分类方法，就冶金用炭制品行业的习惯分类解释，特种石墨主要指高强度、高密度、高纯度石墨制品（简称三高石墨）。三高石墨从材料组织结构上可以分为粗颗粒、细颗粒和特细颗粒结构三种；从成型方法上区分主要有模压、挤压和等静压成型特种石墨三类，此外、振动成型也可用于生产特种石墨。

高品质的特种石墨——各向同性石墨是用等静压工艺生产的。按其主要用途分类有：电火花加工用特种石墨；制作铸造模具用特种石墨；钢铁或铜、铝连续铸造用特种石墨；直拉单晶硅炉用或冶炼 贵金属、高纯材料使用的高纯石墨；合成人造金刚石用石墨；火箭、导弹技术用特种石墨。

浙江群英的特种石墨还包括热解炭（热解石墨）、生物工程用炭材料、玻璃炭、多孔炭和多孔石墨、石墨层间化合物（如柔性石墨、氟化石墨）、激光器用石墨等多种，机械电子工业也使用许多特种炭和石墨材料，如炭刷、炭石墨轴承、电力机车的馈电滑块、拉制光纤用石墨模等，在本文中不再叙述。

各向同性石墨

虽然国际上对各向同性石墨的定义有待于进一步明确，一般是测量产品直径方向和长度方向的某些物理性能指标并计算其比值，有的用热膨胀系数的比值表示，最简单的是以电阻率的比值表示，其异向比在1.0-1.1范围内称为各向同性产品，超过1.1称为各向异性产品。制造各向同性石墨除使用一般石油焦外，还使用改性沥青焦、天然沥青焦、氧化石油焦、不经煅烧的生石油焦、天然石墨等。

各向同性石墨

虽然国际上对各向同性石墨的定义有待于进一步明确，一般是测量产品直径方向和长度方向的某些物理性能指标并计算其比值，有的用热膨胀系数的比值表示，最简单的是以电阻率的比值表示，其异向比在1.0-1.1范围内称为各向同性产品，超过1.1称为各向异性产品。制造各向同性石墨除使用一般石油焦外，还使用改性沥青焦、天然沥青焦、氧化石油焦、不经煅烧的生石油焦、天然石墨等

模具石墨

机械工业中的铸造行业大量使用石墨材料作为加压铸造、离心铸造、超硬合金的热挤压等加工的模具，大到火车车轮，小到精密零件都可以使用石墨模具。石墨模具可多次重复使用，脱模后的铸件具有较高的光洁度，有的无需进一步加工即可使用。用作铸造模具的石墨材料应该是质地致密、热膨胀系数较低、抗氧化性能较好的石墨，用于铸 造尺寸较大的铸件的石墨可以用较粗的粒度组成，而用于铸造小型精密零件的石墨必须使用细颗粒结构的石墨。

在模具石墨中以金属连续铸造石墨的质量要求最严，要求其热导率高，热稳定性和耐热冲击性好，润滑性好，不与熔融金属浸润，不与铸造金属反应，容易加工成尺寸精确的模具。
合成金刚石用石墨

工业上金刚石是重要的切割和研磨材料，但是天然开采的金刚石产量很少，且价格昂贵。石墨和金刚石同属于碳元素，只是结晶形态不同，在高温、高压下石墨可转化成金刚石结晶形态，早在1954年瑞典和美国相继成功合成人造金刚石成功，中国也在20世纪60年代合成了人造金刚石，并在20世纪70年代生产出合成人造金刚石的专用石墨材料，形成了一定的生产规模，中国生产的合成金刚石专用石墨分为3类，特点及用途见图表。

电火花加工用石墨

电火花加工是机械制造工业中的一种新型加工工艺，电火花加工可以对许多硬度较大的金属进行加工，并可加工形状复杂、精度要求较高的零部件，作为阳极的工具电极可以使用铜质材料，也可使用石墨材料。

用作电火花加工的工具电极的石墨材料必须具备下列条件：

1、结构致密、组织均匀，不应当有粗颗粒料和大的气孔；

2、有较高的机械强度，又有良好的加工性能，能加工出复杂的形状或锐角、薄片状；

3、石墨质工具电极，在电火花加工过程中有一定损耗，这种损耗应尽可能低；

4、放电特性稳定，加工速度较快。

因此电火花加工用石墨一般都采用细颗粒结构石墨或特细颗粒结构石墨，在物理性能上最好是各向同性。所以目前中国电火花加工石墨材料市场上用得较多的是细颗粒结构的各向同性石墨。

用于原子能工业和国防工业:石墨具有良好的中子减速剂用于原子反应堆中，铀一石墨反应堆是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PPM。特别是其中硼含量应少于0.5PPM。在国防工业中还用石墨制造固体燃料的石墨喷嘴，石墨鼻锥，宇宙航行设备的零件，隔热材料和防射线材料。


石墨炉原子吸收光谱法是一种运用有石墨涂层的的熔炉，使样本蒸发的光谱测定法。简而言之，这项技术是基于这样一个事实，即自由原子可以吸收一定频率的光和带有特殊利益元素的波长。在一定范围内，被吸收的光波可以直接与所要分析的的物体联系起来。许多元素的自由原子可以用高温从样本中提取。在石墨炉原子吸收光谱法中，样本储存在有石墨或热解碳涂层的小石墨立方体中，这个立方体将来可以通过加热来使样本蒸发和分解过程。我们可以根据已知的浓度来校正仪器，从而通过工作曲线来决定浓缩程度。和原子吸附相比，石墨炉主要有有以下优势：


对于许多元素来说，石墨炉探测范围可达十亿分之一；
采用改良型设备，阻碍降至小；
通过原子吸收大量基质，石墨炉可以探测绝大多数已知元素。

石墨具有较高的散射截面和极低的热中子吸收截面，较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，使得核反应堆能够利用少量燃料达到临界或正常运行。
石墨是耐高温材料，它的三相点，15MPa时为4024℃，因此不能采用熔化、铸造、锻造等热加工方法制造而只能采用类似粉末冶金的方法。它不像金属那样强度随温度而下降，而是略有增加，在2000℃以下应用，不会出现问题。
石墨有良好的导热性能，在堆内可以有效地降低温度梯度，不致产生太大的热应力。
石墨化学性质非常稳定。除了高温下的氧化、水蒸气外，可以耐酸、碱、盐的腐蚀，因而可以用作熔盐核反应堆和铀铋核反应堆的堆芯构件。
石墨抗辐照性能好，能长期在堆内服役30～40年。
石墨可加工性好，可以加工成各种形状的构件。
石墨原料丰富，价格便宜，容易制成纯度高、强度大、不同密度要求的各种核石墨，但石墨也有缺点，它是各向异性晶体结构，成层状分布，原子密集于a、b晶面，同层原子近距离为0.141nm，相互为共价结合，具有较强的结合力；而层距离为0.335nm，层间结合力为范德瓦尔力，结合力较弱。这种各向异性在石墨的物理、强度、辐照等行为中都会强烈地表现出来。