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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(zhì)碳組成的材料，而石墨材料則是基本上由石墨質(zhì)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(zhì)	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

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簡介

炭素制品按產(chǎn)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(chǎn)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(shù)標準和部頒技術(shù)標準是按產(chǎn)品不同的用途和不同的生產(chǎn)工藝過程進行分類的。這種分類方法，基本上反映了產(chǎn)品的不同用途和不同生產(chǎn)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(chǎn)企業(yè)；3、石油焦生產(chǎn)及煅燒企業(yè)。

內(nèi)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(jié)合劑，經(jīng)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(dǎo)體，根據(jù)其質(zhì)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(dǎo)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(jié)劑，經(jīng)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(xué)工業(yè)中電解設(shè)備的導(dǎo)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(zhì)石油焦為原料，煤瀝青或合成樹脂為粘結(jié)劑，經(jīng)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(shè)備，主要用于化學(xué)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(zhì)材料如無煙煤和冶金焦（或石油焦）為原料、煤瀝青為粘結(jié)劑，不經(jīng)過石墨化，經(jīng)壓制成型而燒成的導(dǎo)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(chǎn)的電極）；

（2）再生電極（用人造石墨、天然石墨生產(chǎn)的電極）；

（3）炭電阻棒（即炭素格子磚）；

（4）炭陽極（用石油焦生產(chǎn)的預(yù)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(jié)劑，經(jīng)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(nèi)襯；底部炭塊、側(cè)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(cè)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(jié)劑而制成。有的用于各種連續(xù)自焙電爐作為導(dǎo)電電極使用的電極糊；有的用于連續(xù)自焙式鋁槽作為導(dǎo)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(chǎn)工藝相仿，暫歸在糊類制品內(nèi)。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(jīng)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(jīng)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(chǎn)品類

這是指炭精棒、電刷等產(chǎn)品。

二、炭素纖維

它包括各種炭纖維、石墨纖維、預(yù)氧絲、炭布、炭帶、炭繩、炭氈及其復(fù)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(jīng)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(dǎo)性（樹脂的5~15倍）；

橫向的高熱傳導(dǎo)性（銅的兩倍）、與傳統(tǒng)使用中的導(dǎo)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(dǎo)平面用散熱片：

利用其平面的高熱傳導(dǎo)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(dǎo)電性，導(dǎo)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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