美国步高POCO石墨EDM-2石墨炉床板

核能用石墨材料

石墨是建造核反应堆使用的减速材料和反射材料之一，早期的反应堆都是石墨堆。作为结构材料使用的核反应堆用石墨在选用原料、工艺控制、成品检验上比石墨电极严格得多，也昂贵得多，核反应堆用石墨必需具备下列性能：对慢中子的吸收量小、高温强度好、抗热震性高、对快中子的减速性能好、在辐照下尺寸稳定、杂质含量极少。

核石墨必需有较高的体积密度，因为石墨对快中子的减速作用是依靠快中子对碳原子的碰撞作用而实现的，单位体积内碳原子越多，减速效果越好，所以体积密度是核石墨的主要指标之一，体积密度也与石墨的气孔率和渗透率直接有关，为了避免核燃料及载热体的损失，要将气孔率及渗透率降低到 一定水平。

高纯石墨

高纯石墨一般指含碳量在99.99%以上的石 墨，在组织结构上可分为粗颗粒结构、细颗粒结构和超细颗粒结构三类，高纯石墨大量用于直拉单晶硅炉中。集成电路的基础材料主要是硅单晶芯片，目前硅单晶的成长工艺主要采用直拉法，其他方法还有磁场直拉法、区域法以及双坩埚拉晶法，直拉单晶硅炉中的石墨件是消耗品，采用高纯石墨材料加工成直拉单晶硅炉的加热系统。

高纯石墨另一重要用途是加工成各类坩埚，用于生产贵金属、稀有金属或高纯金属、非金属材料。光谱分析用石墨电极也是一种高纯石墨，可用于除碳元素以外的所有元素的光谱化学分析，光谱分析用石墨电极用挤压方法成型。成品的杂质元素含量应不大于6*10-5。在光谱分析中制备标准样品和用化学方法捕集杂质时需用光谱纯炭粉或光谱纯石墨粉，这两种高纯材料对杂质含量的要求都是在6*10-5；在某些用途方面，需要含碳量达到99.9995%，总灰分含量小于5*10-6。高纯石墨的成型方法有挤压成型、模压成型及等静压成型三种。

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。

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。

等静压石墨的特点
群英石墨石墨是采用冷等静压成型工艺压制而成，成型的石墨在不同的方向性能数值完全相同。它具有一系列的优良特性，从而使它与当今高新技术，国防技术紧密相联。
群英石墨常用于制造单晶炉石墨热场，金属连铸石墨结晶器和电火花加工用石墨电极。我们的产品性能稳定，畅销国内外，深受广大客户的喜爱和支持。
备注：冷等静压是指在常温下，将粉末置于密封的液体环境当中，液体传递超高压将粉末成型。因为液体中压力是每一面都相等的，所以称之为冷等静压。

良好的加工性能
与金属材料相比，石墨的密度更低，具有优异的机械加工性能。
热稳定性
在惰性气体保护下他可以在3000度甚至更高的温度下工作。
低膨胀率
即使在急速升温的情况下，低热膨胀率也可以保证石墨尺寸不变。
良好的耐化学性能
在室温下石墨具有良好的耐酸、耐碱、耐有机溶剂等良好的化学稳定。
良好的导电性和导热性
因为具有良好的导热性，石墨是某些应用领域的理想材料，如加热件。
等静压石墨还具有其他良好的性能，如：
1、高强度
2、超高纯
3、抗腐蚀性
4、低电阻
5、性能稳定
6、环保

稳定和合理的价格
石墨材料价格只需要同等体积的铜电极的15％。目前石墨已成为EDM应用的热门材料，相较之下石墨材料的成本更低，更稳定。
切削加工更为容易
石墨具有优异的机械加工性能。机械加工速度的石墨电极比铜电极多2-3倍。同时，石墨加工完不需要担心毛刺问题。
热膨胀系数低
铜的熔点是1080℃，而石墨是3650℃石墨的 CTE只有铜1/30。它是即使在超高温的情况下性能也非常稳定。即便在铂电极的加工中，石墨电极也有明显的优势。
重量轻，密度低
为石墨的密度通常为1.7-1.9g/cm3的（铜为石墨的4-5倍）。与铜电极相比，石墨电极将在此过程中减少机械负载。它更适合应用大型模具。
良好的切削加工
与金属材料相比，石墨的体积设计为低。它具有优异的机械加工性能。
超强的粘接效果
碎石墨可通过粘合剂被粘合，这节省了时间和材料成本。
优秀的电阻率
电阻率（ER）确定到的电流的流动的材料的电阻。较低的电阻率，这意味着更好的导电性。