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碳素（以碳元素為主的非金屬固體材料）

次瀏覽 | 更新時間：2023-05-20

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碳素

以碳元素為主的非金屬固體材料

炭和石墨材料是以碳元素為主的非金屬固體材料，其中炭材料基本上由非石墨質碳組成的材料，而石墨材料則是基本上由石墨質碳組成的材料。為了簡便起見，有時也把炭和石墨材料統(tǒng)稱為炭素材料（或碳材料）。

基本信息

中文名	碳素
材質	炭和石墨材料
鋁	230W/M.K
主要制品	石墨電極類等
硅膠類	5-20W/M.K
銅	390W/M.K
主要特征	輕量，多孔性等

收起

簡介

炭素制品按產品用途可分為石墨電極類、炭塊類、石墨陽極類、炭電極類、糊類、電炭類、炭素纖維類、特種石墨類、石墨熱交換器類等。石墨電極類根據(jù)允許使用電流密度大小，可分為普通功率石墨電極。高功率電極、超高功率電極。炭塊按用途可分為高爐炭塊、鋁用炭塊、電爐塊等。炭素制品按加工深度高低可分為炭制品、石墨制品、炭纖維和石墨纖維等。炭素制品按原料和生產工藝不同，可分為石墨制品、炭制品、炭素纖維、特種石墨制品等。炭素制品按其所含灰分大小，又可分為多灰制品和少灰制品（含灰分低于l％）。

我國炭素制品的國家技術標準和部頒技術標準是按產品不同的用途和不同的生產工藝過程進行分類的。這種分類方法，基本上反映了產品的不同用途和不同生產過程，也便于進行核算，因此其計算方法也采用這種分類標準。下面介紹炭素制品的分類及說明。

碳素行業(yè)的上游企業(yè)主要有：1、無煙煤的煅燒企業(yè)；2、煤焦油加工生產企業(yè)；3、石油焦生產及煅燒企業(yè)。

內容

一、炭和石墨制品

(一)石墨電極類

主要以石油焦、針狀焦為原料，煤瀝青作結合劑，經煅燒、配料、混捏、壓型、焙燒、石墨化、機加工而制成，是在電弧爐中以電弧形式釋放電能對爐料進行加熱熔化的導體，根據(jù)其質量指標高低，可分為普通功率、高功率和超高功率。石墨電極包括：

（1）普通功率石墨電極。允許使用電流密度低于 17A／厘米2的石墨電極，主要用于煉鋼、煉硅、煉黃磷等的普通功率電爐。

（2）抗氧化涂層石墨電極。表面涂覆一層抗氧化保護層的石墨電極，形成既能導電又耐高溫氧化的保護層，降低煉鋼時的電極消耗。

（3）高功率石墨電極。允許使用電流密度為18～25A／厘米2的石墨電極，主要用于煉鋼的高功率電弧爐。

（4）超高功率石墨電極。允許使用電流密度大于 25A／厘米 2的石墨電極。主要用于超高功率煉鋼電弧爐。

（二）石墨陽極類

主要以石油焦為原料，煤瀝青作粘結劑，經煅燒、配料、混捏、壓型、焙燒、浸漬、石墨化、機加工而制成。一般用于電化學工業(yè)中電解設備的導電陽極。包括：

（1）各種化工用陽極板。

（2）各種陽極棒。

（三）特種石墨類

主要以優(yōu)質石油焦為原料，煤瀝青或合成樹脂為粘結劑，經原料制備、配料、混捏、壓片、粉碎、再混捏、成型、多次焙燒、多次侵漬、純化及石墨化、機加工而制成。一般用于航天、電子、核工業(yè)部門。

它包括光譜純石墨，高純、高強、高密以及熱解石墨等。

（四）石墨熱交換器

將人造石墨加工成所需要的形狀，再用樹脂浸漬和固化而制成的用于熱交換的不透性石墨制品，它是以人造不透性石墨為基體加工而成的換熱設備，主要用于化學工業(yè)。包括：

（1）塊孔式熱交換器；

（2）徑向式熱交換器；

（3）降膜式熱交換器；

（4）列管式熱交換器。

（五）炭電極類

以炭質材料如無煙煤和冶金焦（或石油焦）為原料、煤瀝青為粘結劑，不經過石墨化，經壓制成型而燒成的導電電極。它不適合熔煉高級合金鋼的電爐。包括：

（l）多灰電極（用無煙煤、冶金焦、瀝青焦生產的電極）；

（2）再生電極（用人造石墨、天然石墨生產的電極）；

（3）炭電阻棒（即炭素格子磚）；

（4）炭陽極（用石油焦生產的預焙陽極）；

（5）焙燒電極毛坯。

（六）炭塊類

以無煙煤、冶金焦為主要原料，煤瀝青為粘結劑，經原料制備、配料、混粘、成型、焙燒、機加工而制成。其中高爐炭塊作為耐高溫抗腐蝕材料用于砌筑高爐內襯；底部炭塊、側部炭塊、電爐塊則用于鋁電解槽和鐵合金電爐等。包括：

（1）高爐炭塊；

（2）鋁槽炭塊（底部炭塊及側部炭塊）；

（3）電爐炭塊。

（七）炭糊類

以石油焦、無煙煤、冶金焦為主要原料，煤瀝青為粘結劑而制成。有的用于各種連續(xù)自焙電爐作為導電電極使用的電極糊；有的用于連續(xù)自焙式鋁槽作為導電陽極使用的陽極糊；有的用于高爐砌筑的填料和耐火泥漿的粗縫糊和細縫糊。高爐用自焙炭塊雖用途不同，但和糊類制品的生產工藝相仿，暫歸在糊類制品內。包括：

（1）陽極糊；

（2）電極糊（包括標準、非標準電極糊）；

（3）底糊（包括多灰、少灰底糊）；

（4）密閉糊（包括多灰、少灰密閉糊）；

（5）其它糊（包括粗縫糊、細縫糊、自焙炭磚等）。

（八）非標準炭、石墨制品類

這是指用炭、石墨制品經過進一步加工而改制成的各種異型炭、石墨制品。包括鏟型陽極、制氟陽極以及各種規(guī)格的坩堝、板、棒、塊等異型品。

（九）不透性石墨類

這是指經樹脂及各種有機物浸漬、加工而制成的各種石墨異型品，包括熱交換器的基體塊。

（十）電炭產品類

這是指炭精棒、電刷等產品。

二、炭素纖維

它包括各種炭纖維、石墨纖維、預氧絲、炭布、炭帶、炭繩、炭氈及其復合材料。其中炭纖維為含碳量高于93％的纖維。用聚丙烯睛纖維、粘膠絲和瀝青纖維經碳化制成。熱處理溫度由低至高，可分別制成耐熱纖維、碳化纖維和石墨纖維。

三、碳素散熱片

碳素散熱片是以不干膠的形式直接將碳素散熱片貼在芯片表面，碳素散熱片因其柔軟可與所貼附對象十分緊密的粘合；

另外因其高熱傳導性（樹脂的5~15倍）；

橫向的高熱傳導性（銅的兩倍）、與傳統(tǒng)使用中的導熱硅膠、硅膠片、金屬片等比較：

鋁230W/M.K

銅390W/M.K

硅膠類 5-20W/M.K

高碳素散熱薄膜200-700W/M.K

高熱傳導平面用散熱片：

利用其平面的高熱傳導性（銅的兩倍）、可將熱迅速傳遞到金屬殼以及散熱型材上、降低發(fā)熱點的溫度、從而達到更好的散熱效果。

主要特征

輕量，多孔性，導電性，導熱性，耐腐蝕性，潤滑性，高溫強度，耐熱性，耐熱沖擊性，低熱膨脹，低彈性，高純度，可加工性。

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