成都新德南光機械設備公司 >> 機械百科>> 石墨的特性及其在真空爐內的應用

                    石墨的特性及其在真空爐內的應用

                    來源:頂立科技 | 發布時間:2014-07-27

                    一、石墨的分類

                    1、按碳含量分類

                    分類

                    碳含量

                    高純石墨

                    ≥99.9%

                    高碳石墨

                    ≥94%

                    中碳石墨

                    ≥80%

                    低碳石墨

                    ≥50%

                    2、按成型方式分類

                    分類

                    備注

                    等靜壓石墨


                    模壓石墨


                    擠壓石墨


                    振實成型石墨


                    3、電極石墨按顆粒度分類

                    分類

                    粒度

                    細結構石墨

                    <0.8mm

                    中粗石墨

                    0.8mm

                    電極石墨

                    2~4mm


                    二、石墨的生產工藝


                    三、石墨的特性

                    1、真空爐常用石墨的物理、力學性能

                    主要性能

                    等靜壓石墨

                    模壓石墨

                    振實石墨

                    檢驗依據

                    電阻率

                    9~15μΩm

                    7~13μΩm

                    5~9μΩm

                    YB/T 120-1997 炭素材料電阻率測定方法

                    體積密度

                    ≥1.8g/cm3,各向同性,均勻性好,邊緣與中心密度差約為0.5%

                    ≥1.7g/cm3,與壓制方向和位置有關,均勻性差,邊緣與中心密度差約為10%

                    ≥1.5g/cm3

                    YB/T 119-1997 炭素材料體積密度測定方法

                    抗壓強度

                    ≥70MPa

                    ≥70MPa

                    ≥35MPa

                    GB/T1431-2009 炭素材料耐壓強度測定方法

                    抗折強度

                    ≥35MPa

                    ≥35MPa

                    ≥17MPa

                    GB/T 3074.1-2008 石墨電極抗折強度測定方法

                    肖氏硬度

                    45~55

                    45~55

                    45~55


                    灰分

                    ≤700ppm

                    ≤700ppm

                    ≤1000ppm


                    平均粒度

                    18~25μm

                    18~25μm

                    ≤800μm


                    熱膨脹系數

                    ≤5×10-6/℃

                    ≤5×10-6/℃

                    ≤5×10-6/℃

                    GB/T 3074.4-2003 石墨電極測定方法石墨電極熱膨脹系數(CET)測定方法

                    彈性模量

                    10~12GPa

                    10~12GPa

                    10~12GPa

                    GB/T 3074.2-2008 石墨電極彈性模量測定方法

                    2、石墨的電阻率

                    2.1、石墨的電阻率范圍

                    種類

                    電阻率(μΩ.m

                    等靜壓石墨

                    9~15

                    模壓三高石墨

                    7~13

                    振實成型細顆粒石墨

                    5~9

                    2.2、電阻率與粒度、密度、石墨化度、灰分的關系

                    影響因素

                    電阻率

                    粒度

                    反比

                    密度

                    反比

                    石墨化度

                    反比

                    灰分

                    另外,通過增加不同的成分,可以很大程度調節石墨的電阻率

                    2.3、電阻率與溫度的關系

                    一般,根據熱平衡法計算設備的功率都是設備在最高溫度時的功率;

                    如用戶對升溫的速率要求比較快,則需要計算最快升溫速率時的功率輸出;

                    所以我們需要了解的是在工作中的發熱體真實電阻。但由于很多廠家都沒有高溫時測量發熱體真實電阻的能力,所以,一般進行檢驗時檢測的為低溫時的電阻,再根據電阻溫度系數去推斷。


                    1:國產石墨電阻溫度關系曲線

                    2:進口石墨電阻溫度關系曲線

                    3、石墨的表面負荷

                    3.1、石墨的表面負荷由溫度決定。建議當溫度在1000℃左右連續運行時,加熱區表面積的電負荷不超過35W/cm2;在短期運行時,加熱元件的電負荷可在50W/cm2或以上;當溫度超過1000℃時,電負荷應降低。

                    3.2、石墨的表面負荷與溫度的關系

                    3:石墨表面負荷與溫度關系曲線

                    4、石墨的強度

                    4.1、石墨強度分析

                    石墨的強度越好,使用壽命越長,但成本越高,應根據石墨在不同爐型、不同部位的使用特點,合理的選擇,以求達到最經濟合理的設計。

                    4.2、加熱元件在2600℃以下,隨著溫度的升高,其機械強度會進一步增強,然而,當溫度超過2600℃時,其機械強度便會逐漸下降。

                    4.3、溫度對石墨強度的影響

                    4:石墨的強度溫度曲線

                    4.4、強度對發熱體結構設計的影響

                    A、從石墨的力學性能指標可以看出,石墨的抗壓強度遠好于石墨的抗折強度,所以,在布置石墨發熱體時,盡量采用豎直向上的布置,可以改善石墨的受力環境,延長石墨壽命;

                    B、由于石墨有一定的熱膨脹量和較大的彈性模量,而本身強度不是太好,所以,一定要充分考慮石墨的熱膨脹;

                    C、懸掛件比承重件好;

                    D、一端自由延伸比兩端同時約束好;

                    E、兩端同時約束時一定要考慮至少一端有膨脹間隙;

                    5、化學性能

                    5.1、石墨抗氧化性能與現象

                    石墨在大氣中450℃開始劇烈氧化,氧化后在發熱體表面出現白色粉末;

                    氧化的部位往往出現在爐內充氣口和排氣口。

                    5.2、石墨的氧化性與爐內真空度的關系

                    A、真空度越高,越不容易氧化;

                    B、真空度較高時仍然氧化,則可能出現“過堂風”,應檢測設備的壓升率;

                    C、中低溫設備的氧化程度比高溫設備氧化更嚴重;

                    5.3、石墨與其它氣體的反應溫度

                    氣體種類

                    明顯反應溫度

                    氮氣(干燥純凈)

                    3000

                    氫氣

                    1100

                    氯氣

                    2800

                    6、石墨的沸點與升華

                    6.1、石墨的溶點3652,沸點4827

                    6.2、石墨在不同溫度下的蒸氣壓

                    5:石墨在不同溫度下的蒸汽壓

                    6.3、如何抑制石墨的升華

                    加熱元件可達到的溫度取決于其真空度。由于在2200℃以上石墨會發生升華,因此不建議真空下(<10-3Pa)在超過2200℃的的溫度使用,但可以在3000的非氧化性,還原性、或保護性惰性氣氛中使用。

                    7、石墨的膨脹

                    7.1、石墨的膨脹系數

                    石墨的膨脹系數較小,一般為2×10-6Pa~6×10-6Pa之間,密度越大,膨脹系數越大,密度越小,膨脹系數越??;粒度越大,膨脹系數越小,粒度越小,膨脹系數越大。

                    7.2、石墨的膨脹系數與溫度的關系

                    6:石墨在不同溫度下的膨脹系數

                    8、石墨的比熱容

                    8.1、石墨的比熱容

                    常態下,石墨的比熱容為710 J/(kg·K),其比熱容隨著溫度的升高增大。

                    8.2、石墨的比熱容與溫度的關系

                    7:石墨在不同溫度下的比熱容

                    9、石墨的導熱系數

                    9.1、石墨的導熱系數

                    常態下,石墨的熱導率為129 W/(m·K),隨著溫度的升高降低。

                    如使用棒料結構,當外部溫度較高,而內部溫度較低時,石墨棒料容易裂開,所以多選用管狀發熱體,一方面內外溫度均勻,另一方面有利于散熱。

                    9.2、石墨的導熱系數與溫度的關系

                    8:石墨在不同溫度下的導熱系數

                    10、切削加工性能

                    10.1、材料的切削加工性能與材料的物理、力學性能的關系

                    材料力學性能

                    切削加工性能

                    強度

                    強度越高,切削性越差

                    硬度

                    硬度越高,切削性越差

                    塑形

                    塑形越好,越不容易斷屑,塑形太好導致切削不良

                    脆性

                    脆性越好,越容易出現表面缺陷,脆性太好導致切削不良

                    導熱性能

                    導熱性越好,越利于散熱,能防止工件氧化,有利于切削

                    10.2、石墨的切削加工性能

                    石墨強度和硬度都較低,導熱性良好,有利于加工;

                    但塑形過小,脆性過大,容易出現表面缺陷,不利于加工;

                    另外,石墨容易產生石墨粉塵,影響機床,切削加工必須做好抽風除塵措施。

                    上一條:怎么選購真空爐?
                    下一條:真空排氣工藝概述
                    相關產品
                    聯系廠家
                    亚洲,另类,小说区|破学生疼哭了处欧美在线观看|6080yy手机理论被窝无码|2020国产欧洲精品网站|国语自产拍在线观看50页-国产一级爱c视频|无码中文人妻偷字