石墨材料是基本上由石墨质碳组成的材料。不仅是石墨,同时也包含金刚石、富勒烯、卡宾所有的含碳材料都称为碳素材料。
一.主要特征
轻量,多孔性,导电性,导热性,耐腐蚀性,润滑性,高温强度,耐热性,耐热冲击性,低热膨胀,低弹性,高纯度,可加工性。
二.主要分类
碳素制品按产品用途可分为石墨电极类、炭块类、石墨阳极类、电极类、糊类、电炭类、炭素纤维类、特种石墨类、石墨热交换器类等。
碳素制品按加工深度高低可分为炭制品、石墨制品、炭纤维和石墨纤维等。
碳素制品按原料和生产工艺不同,可分为石墨制品、炭制品、碳素纤维、特种石墨制品等。
碳素制品按其所含灰分大小,又可分为多灰制品和少灰制品(含灰分低于l%)。
碳素行业的上游企业主要有:1、无烟煤的煅烧企业;2、煤焦油加工生产企业;3、石油焦生产及煅烧企业。
三.主要制品
1.碳素散热片
碳素散热片是以不干胶的形式直接将碳素散热片贴在芯片表面,碳素散热片因其柔软可与所贴附对象十分紧密的粘合;
另外因其高热传导性(树脂的5~15倍);
横向的高热传导性(铜的两倍)、与传统使用中的导热硅胶、硅胶片、金属片等比较:
铝 230W/M.K
铜 390W/M.K
硅胶类 5-20W/M.K
高碳素散热薄膜200-700W/M.K
高热传导平面用散热片:
利用其平面的高热传导性(铜的两倍)、可将热迅速传递到金属壳以及散热型材上、降低发热点的温度、从而达到更好的散热效果。
2.石墨电极类
主要以石油焦、针状焦为原料,煤沥青作结合剂,经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成,是在电弧炉中以电弧形式释放电能对炉料进行加热熔化的导体,根据其质量指标高低,可分为普通功率、高功率和超高功率。[2] 石墨电极包括:
(1)普通功率石墨电极。允许使用电流密度低于 17A/cm2的石墨电极,主要用于炼钢、炼硅、炼黄磷等的普通功率电炉。
(2)抗氧化涂层石墨电极。表面涂覆一层抗氧化保护层的石墨电极,形成既能导电又耐高温氧化的保护层,降低炼钢时的电极消耗。
(3)高功率石墨电极。允许使用电流密度为18~25A/cm2的石墨电极,主要用于炼钢的高功率电弧炉。
(4)超高功率石墨电极。允许使用电流密度大于 25A/cm2的石墨电极。主要用于超高功率炼钢电弧炉。
3.石墨阳极类
主要以石油焦为原料,煤沥青作粘结剂,经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、浸渍、石墨化、机加工而制成。一般用于电化学工业中电解设备的导电阳极。包括:
(1)各种化工用阳极板。
(2)各种阳极棒。
4.特种石墨类
主要以优质石油焦为原料,煤沥青或合成树脂为粘结剂,经原料制备、配料、混捏、压片、粉碎、再混捏、成型、多次焙烧、多次浸渍、纯化及石墨化、机加工而制成。一般用于航天、电子、核工业部门。
它包括光谱纯石墨,高纯、高强、高密以及热解石墨等。
5.石墨热交换器
将人造石墨加工成所需要的形状,再用树脂浸渍和固化而制成的用于热交换的不透性石墨制品,它是以人造不透性石墨为基体加工而成的换热设备,主要用于化学工业。包括:
(1)块孔式热交换器;
(2)径向式热交换器;
(3)降膜式热交换器;
(4)列管式热交换器。