炭黑在碳素制品工业中的应用

㈠概述

碳素制品包括以天然石墨质、碳质及人造石墨质三类产品，在冶金、机电和化工等行业被广泛应用，其中人造石墨制品，由于具备如下的独特理化性能，而有各种各样的用途。

(1) 导热和耐热

人造石墨在惰性气体具有化学稳定性，而且温度越高强度越大,其几何尺寸稳定，耐热冲击性好，热导率在常温附近特别大，为钢的3~4倍。它广泛作为化学装置用的各种热交换器、核反应堆的减速材料和核燃料套管等结构材料，还有高温气冷式反应堆，宇宙工程和磁流体发电等。

(2)导电和电阻

人造石墨的电阻可在相当宽的范围内变化，既可作为导电材料,又可作为电阻材料使用。例如，电弧炉用电极、电解用阳极和触点等，用作电阻材料的有电炉用发热体、电压控制用电阻片和固定电阻器等。

(3)润滑和减摩

石墨密封环和石墨轴承用于机械旋转零部件中，若在人造石墨中浸以合成树脂或金属，它还广泛用于旋转叶片、轴端密封和各种填料密封等，另外，胶体石墨可用作拉丝模等机具的润滑材料，也可添加百分之几的石墨粉在烧结合金中，得到要求的滑动性能。

(4) 耐腐蚀

由于人造石墨化学稳定性好、易加工、导热性好，可以加工处理成不透性石墨材质，大量用在化学装置上。

(5)化学组成

人造石墨是含量(即含碳量)最高的石墨，其杂质含量仅0.05%甚至10mg/kg以下;即所谓的高纯石墨，可以作为核反应堆的减速材料和反射材料，还有精炼高纯度金属的石墨舟皿与坩埚，制造半导体用加热器和模具，又可作为光谱分析用电极材料等。人造石墨材料中按其所用主体原材料又可以分为炭黑基、焦炭基和天然石墨三类，但是在炭黑基的原材料中也要配入少量焦炭，此外在碳素制品生产用高温炉中亦采用炭黑为绝热材料。因此可以说炭黑是碳素制品工业特别是人造石墨制品的一种重要原材料，然而其用量和橡胶、塑料、涂料等工业比相对较少，且无公开统计数字，但仅从国内一家大型碳素厂每年要用数以百吨计的炭黑来看，仍是炭黑行业值得重视的一个市场。

炭黑由于其纯度高，比电阻较大，制品硬度较大，因此炭黑基的人造石墨制品主要用于作电机电刷、滑动触头、轴承、机械密封等电行业用品。炭黑还可用于核工业等所需高纯各向同性石墨制品。